ICS25.040N10中華人民共和國國家標準GB/T20540.2—2006測量和控制數字數據通信工業控制系統用現場總線類型3.PROFIBUS規范第2部分：物理層規范和服務定義Digitaldatacommunicationformeasurementandcontrol-Fieldbusforuseinindustrialcontrolsystems--1ype3:PROFiBUSspecitication-Part2：Physicallayerspecificationandservicedefinition（IEC61158-2Type3:2003.MOD)2006-10-16發布2007-05-01實施中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局愛布中國國家標準化管理委員會

中華人民共和國國家標準測量和控制數字數據通信工業控制系統用現場總線類型3:PROFIBUS規范第2部分：物理層規范和服務定義GB/T20540.2-2006中中國標準出版社出版發行北京西城區復興門外三里河北街16號郵政編碼：100045電話：01051299090、685220062007年3月第一版書號：155066·1-28732版權專有侵權必究舉報電話：（010）68522006

GB/T20540.2-2006前言引言范圍2規范性引用文件3術語和定義3.1公用術語和定義3.2本部分使用的術語和定義4符號和縮略語4.14.2縮略語·······5DLL-PhL接口1O5.1概述……………….105.2必需的服務(同步傳輸)5.3必需的服務………·….126系統管理-PhL接口6.16.2系統管理-PhL接口（同步傳輸）6.3系統管理-PhL接口7DCE無關子層(DIS)7.1DIS(同步傳輸)7.27.3DIS。。"。···8DTE-DCE接口和MIS專用功能8.1DTE-DCE接口(同步傳輸)8.28.3DTE-DCE接口·…媒體相關子層(MDS)9.19.2MDS.導線和光纖媒體（同步傳輸）MDS：導線和光纖媒體9.310MDS-MAU接口……·10.2：MDS-MAU接口：導線和光纖媒體（同步傳輸）10.3MDS-MAU接口：導線和光纖媒體11體附屬單元:31.25kbit/s、有低功率選項的電壓方式、總線型和樹型拓撲和1002導線媒體········11.111.2發送比特速率83

GB/T20540.2-2006網絡規范11.3MAU發送電路規范11.4MAU接收電路規范3911.511.6非正常傳輸抑制11.7配電11.8媒體規范48本質安全11.911.10電隔離器…4812媒體附屬單元：同步傳輸,31.25kbi/s,電壓模式.導線媒體4812.1概述12.2發送比特速率……………4912.3網絡規范·…12.431.25kbit/s電壓模式MAU的發送電路規范12.531.25kbit/s電壓模式MAU的接收電路規范12.6非正常傳輸抑制12.7配電51媒體規范12.812.9本質安全5412.10電隔離器…媒體附屬單元(MAU)：異步傳輸，導線媒體13電特性13.1：媒體規范13.213.3傳輸方法14媒體附屬單元：異步傳輸.光纖媒體14.1光光數據傳輸的特性光數據傳輸媒體的基本特性14.214.3光光網絡………2標準光鏈路14.414.5由標準光鏈路的組合而構成的網絡結構14.6比特編碼：·60光信號等級14.7瞬時信號失真14.8614.9比特差錯率14.10纖維光纜的連接器光傳輸網絡中的元余·14.1165附錄A（資料性附錄）31.25kbi/s電壓模式MAU的電纜規范和干線及分支電纜長度A.1電纜描述和規范66A.2典型干線和分支電纜長度連接器技術規范附錄B（規范性附錄）6B.1同步傳輸連接器B.1.1述B.1.2M12圓型連接器的管腳分配B.1.3「型接頭與站之間的連接68

GB/T20540.2—2006B.2異步傳輸連接器669B.3纖維光纜用的連接器B.3.1玻璃纖維光纜（850mm和1300nm)用連接器70B.3.2塑料和玻璃纖維光纜(66onm)用連接器附錄C（規范性附錄）PhL和媒體的兄余……附錄D（規范性附錄）光網絡拓撲結構在光網絡中的信號流D.1D.1.1概述……….與有反射的網絡相連接D.1.2與無反射的網絡相連接D.1.3有反射功能的光MAUD.1.4D.1.5無反射功能的光MAU拓撲結構實例D.1.6光功率預估D.1.7參考文獻80圖1物理層與其他現場總線各層以及現場總線物理層服務的用戶之間的關系圖2物理層的通用模型……………在DLL-PhPDU接口上數據單元之間的映射圖3S圖4異步傳輸的數據服務………RESET.SETVALUE.GETVALUE圖5EVENT服務圖6圖7DTE/DCE定序機圖8協議數據單元（PhPDU)圖9PhSDU編碼和解碼圖10曼徹斯特編碼規則圖11前同步碼和定界符圖12發送電路測試配置·……圖13輸出波形…………圖14發送和接收比特單元抖動(跨零點偏移）圖15信號極性·從接收到發送的轉變圖16接收器靈敏度和噪聲抑制圖17圖18供電電源紋波和噪聲……42圖19用于單輸出供電電源的測試電路44圖20通過IS安全柵配電的測試電路圖21有信號幫合的多輸出電源的測試電路45圖22現場總線鍋合器46圖23保護電阻……….47圖24電源紋波和噪聲·圖25在直線型總線拓撲中的中繼器55圖26在樹型拓撲中的中繼器56圖27帶集成電感的連接器實例57

GB/T20540.2一2006五連的接線圖28·········圖29總線終端器·圖30與光網絡連接圖31光網絡的主要結構圖32標準光鏈路的定義60圖33光發送器的信號樣板圖B.1站合器的示意圖圖B.21EC947-5-2（A編碼)插頭和插座的管腳分配68圖B.3連接器管腳引出.表示插頭正視和插座后視69圖C.1PhL的MAU和媒體的元余圖D.1在有反射的網絡中的光MAU在無反射的網絡中的光MAU圖D.2圖D.3通過接收信號的內部電反饋的有反射的光MAU圖D.4無反射功能的光MAU74星型拓撲結構的光網絡圖D.5環狀拓撲結構的光網絡圖D.6圖D.7總線性拓撲結構的光網絡圖D.8由星型結構組合構成的樹型結構….圖D.9一個ANSITIA/EIA-485-A/纖維光轉換器的應用實例Ph-Set-Valuerequest的參數名稱和取值范圍表1表2Ph-Eventindication的參數名稱…….表3Ph管理服務和原語的摘要·…Reset的原語和參數……….表4表5Reset服務的PhM-Status的值表6SetValue的原語和參數…….表7必必備的PhE變量·……表8PhE變量的允許值表9Set-Value服務的PhM-Status的值GetValue的原語和參數表1018表11PhE變量的當前值·18表12GetValue服務的PhM-Status的值?·19表13Event的原語和參數19表14PhE變量的新值·...19表15DTE-DCE接口的信號表16外露DTE-DCE接口的信號電平表17曼徹斯特編碼規則………………29表18在MDS-MAU接口上的最少的服務31表19用于外露的MDS-MAU接口的信號電平表20MAU發送電平規范摘要35MAU發送定時規范摘要表2135表22MAU接收電路規范摘要39表23網絡供電設備特性…41

GB/T20540.2—2006表24網絡供電電源要求····…···…··…·…………·…………41表25電電纜顏色規范·.表26331.25kbit/s電壓模式MAU的網絡供電設備特性51表2731.25kbit/s電壓模式MAU的網絡供電要求表28電纜技術規范·………56表29不同傳輸速率下的最大電纜長度56表30特性…………58表31廠用于多模玻璃纖維的光發送器的特性61表32用于單模玻璃纖維的光發送器的特性61表33用于塑料纖維的光發送器的特性……表34用于200/230玻璃纖維的光發送器的特性62表35用于多模玻璃纖維的光接收器的特性…表36用于單模玻璃纖維的光接收器特性……63表37用于塑料纖維的光接收器的特性……63表38用于200/230玻璃纖維的光接收器的特性表39在光發送器的電輸入處允許的信號失真表40由于光發送器引起的信號失真的允許值表41由于光接收器引起的信號失真的允許值…·64表42由于幫合組件內部電子電路引起的信號影響的允許值表43）無再定時的標準光鏈路的最大鏈路數·…65典型的電纜技術規范·表A.1GS表A.2推薦的最大分支長度與通信組件數的關系67表B.1用于奇刻工業環境的外部連接器的管腳分配表B.269表D.1多模玻璃纖維62.5km/125″m的等級預估計算實例表D.2單模玻璃纖維92m/125“m的等級預估計算實例…78表D.3多模塑料纖維9802m/1000m的等級預估計算實例表D.4多模玻璃纖維200m/230m的等級預估計算實例·………·.

GB/T20540.2—2006工業控制系統用現場總線GB/T20540—2006《測量和控制數字數據通信類型3:PROFIBUS規范》的內容分為如下6個部分：-GB/T20540.1概述和導則GGB/T20540.2物理層規范和服務定義;GB/T20540.3數據鏈路層服務定義；GB/T20540.4數據鏈路層協議規范；GB/T20540.5應用層服務定義；-GB/T20540.6應用層協議規范。本部分為GB/T20540—2006的第2部分.本部分修改采用1EC61158-2Type3:2003《測量和控制數字數據通信工業控制系統用現場總線類型3:PROFIBUS規范第2部分：物理層規范和服務定義》,在技術內容上與原國際標準沒有差異,為方便我國用戶使用,在文本結構編排上進行了適當調整.并按（B/T1.1的要求進行編輯。本部分基于JB/T10308.3—2005制定。本部分的附錄B、附錄C、附錄D為規范性附錄，附錄A為資料性附錄。本部分由中國機械工業聯合會提出。本部分由全國工業過程測量和控制標準化技術委員會第四分技術委員會歸口。本部分起草單位：中國機電一體化技術應用協會、機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所、西南大學、中海石油研究中心、上海自動化儀表股份有限公司、清華大學、重慶川儀總廠、北京交通大學、天華化工機械及自動化研究設計院、中石化裝備總公司中國儀器儀表協會、西門子(中國)有限公司本部分主要起草人：李百煌、歐陽勁松、王春喜、梅格、王玉敏、劉楓、徐偉華、孫昕、謝素芬、惠敦炎劉云男、陽憲惠、董景辰、姜金鎖、馮秉耘、陳明海、田英明。本部分為首次發布

GB/T20540.2-2006本部分是為方便實現白動化系統各組成部分互連所形成的系列標準之一。它與在某種程度上基于開放系統互連基本參考模型的“三層"現場總線參考模型所定義的標準系列中的其他標準有關。兩種參考模型均將互連標準化區域細分為一系列層規范.每層有可管理的大小范圍。2！現場總線概述現場總線是一種數字化、串行、多分支網絡的數據總線,用于工業控制和儀表設備(諸如傳感器、執行機構和本地控制器,但并不限于此)的通信。本部分中所規定的物理層,為數據鏈路層實體之間通過物理連接的數據單元提供透明的傳輸。Phl(物理層)提供由數據鏈路協議和系統管理所使用的服務圖1閘述了現場總線數據鏈路層標準、現場總線物理服務標準和系統管理應用之間的關系?。罕静糠种惺褂玫南到y管理是用于管理層協議的本地機制應用層數據鏈路層物理服務物理層物理管理服務煤體圖物理層與其他現場總線各層以及現場總線物理層服務的用戶之間的關系物理層概述本部分的主要目的是提供一組通信規則,這些通信規則是依據對等的Ph實體在通信時刻要執行的步驛來表達的。物理層從數據鏈路層接收數據單元.對它們進行編碼,必要時通過添加通信成賴信息（予以封裝）.并將所形成的物理信號傳輸到一個節點上的物理媒體。然后，信號被一個或多個節點所接收.在將數據單元傳給正在接收的設備的數據鏈路層之前先進行譯碼.必要時去掉通信成賴信息文件概述物理層通用模型如圖2所示。所有變型和類型的公共特征如下：數字數據傳輸：非非獨立的時鐘傳輸;半雙工通信（雙向通信.但在每一時刻只有一個方向的通信)或全雙工通信.

GB/T20540.2—2006DLLDL-Ph接口系統管理系統管理PhDIS-h接口DCE無關子層DTE-DCE接口PhMDS媒體相關子層MDS-MAU接口PhMAU媒體附屬單元媒體接口媒體圖2物理層的通用模型在本部分中所規定的主要物理層類型5.1雙絞線和光纖媒體本部分規定下列同步傳輸類型：雙絞線媒體.31.25kbit/s,電壓模式(并行幫合),具有以下選項：經由總線導體供電：非本質安全：經經由總線導體供電：本質安全。本部分規定下列異步傳輸類型：A）雙雙絞線媒體，最高速率12Mbit/s.ANSITIA/EIA-485-A：b）光纖媒體,最高速率12Mbit/s.

GB/T20540.2—2006測量和控制數字數據通信工業控制系統用現場總線類型3:PROFIBUS規范第2部分：物理層規范和服務定義1范圍本部分規定了現場總線組成部分的要求。它還規定媒體和網絡組態的要求,以確保符合下列水準：a）在數據鏈路層差錯檢查之前的數據完整性;在物理層設備之間的可互操作性現場總線物理層符合GB/T9387所定義的〇SI7層模型的第1層,但也有例外,如某些類型的賴定界符在物理層，而其他一些類型的賴定界符在數據鏈路層規范性引用文件下列文件中的條款通過GB/T20540的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括期誤的內容)或修訂版均不適用于本部分,然而，鼓勵根據本部分達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件.其最新版本適用于本部分。GB/T20540.3—2006測量和控制數字數據通信工業控制系統用現場總線第3部分：數據鏈路層服務定義(IEC6115