目錄Contents15.1認(rèn)識PROFIBUS總線協(xié)議25.2PROFIBUS-DP系統(tǒng)組網(wǎng)應(yīng)用5.1認(rèn)識PROFIBUS總線協(xié)議01任務(wù)引入PROFIBUS（processfieldbus），面向工廠自動化、流程自動化的一種國際行的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。PROFIBUS總線由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-FMSPROFIBUS-DP（DecentralizedPeriphery，分散型外圍設(shè)備)用于遠(yuǎn)程I/O（ET200S）之間的通信，實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)設(shè)備間的高速數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率在9.6Kbps～12Mbps之間可選。PROFIBUS-PA（ProcessAutomation，過程自動化)用于過程自動化，采用IEC61158-2通信規(guī)程，傳輸速率為31.25kbps，適用于有總線供電、本質(zhì)安全要求的應(yīng)用場合。PROFIBUS-FMS（FieldbusMessageSpecification，現(xiàn)場總線信息規(guī)范)用于車間級的數(shù)據(jù)通信，可提供通信量大的相關(guān)服務(wù)。任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實施一、PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)第一層是物理層，定義了物理的傳輸特性，包括總線傳輸介質(zhì)、物理連接類型和電氣特性。第二層數(shù)據(jù)鏈路層，稱為現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路。定義總線的介質(zhì)存取控制（MAC）和現(xiàn)場總線鏈路控制（FLC）協(xié)議，實現(xiàn)總線的訪問控制和實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全有效的發(fā)送，為上層提供透明、無差錯的通道服務(wù)。PROFIBUS主站之間采用令牌總線，主從站之間采用主從方式的訪問協(xié)議?，F(xiàn)場總線鏈路控制（FLC）子層規(guī)定了對低層（Lowerlayerinterface,LLI）有效的第二層服務(wù)，提供服務(wù)訪問點的管理與LLI相關(guān)緩沖器。第七層位應(yīng)用層，定義應(yīng)用功能，由低層接口（LLI）和現(xiàn)場總線信息規(guī)范（FMS）子層組成。LLI將FMS的服務(wù)映射到第二層（FLC）的服務(wù)；FMS將用于通信管理的應(yīng)用服務(wù)和用戶數(shù)據(jù)的分組，借此訪問一個應(yīng)用過程的通信對象，F(xiàn)MS主要用于協(xié)議數(shù)據(jù)單元的編碼和譯碼。PROFIBUS-DP定義了第1、2層和用戶接口層，其他第3到第7層未進行描述，這種結(jié)構(gòu)保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖儆行?，直接?shù)據(jù)鏈路映像程序（DDLM）提供對第2層的訪問。模型提供了RS-485傳輸技術(shù)和光纖傳輸技術(shù)；詳細(xì)說明了各種PROFIBUS-DP設(shè)備的設(shè)備行為；定義了用戶、系統(tǒng)及不同設(shè)備可以調(diào)用的應(yīng)用功能，特別適合可編程控制器與現(xiàn)場分散的I/O設(shè)備之間的快速通信。PROFIBUS-PA采用擴展的PROFIBUS-DP協(xié)議，使用了描述現(xiàn)場設(shè)備行為的PA行規(guī)。根據(jù)IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)，此傳輸技術(shù)可確保其本質(zhì)安全性，并使現(xiàn)場設(shè)備通過總線供電，使用分段式DP/PA耦合器或DP/PA連接器，PA設(shè)備能很方便的集成到DP網(wǎng)絡(luò)。PROFIBUS-FMS定義了第一、二和七層，應(yīng)用層包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范（FMS）和低層接口（LLI）。FMS包括應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供可廣泛選用的強有力的通信服務(wù)，LLI協(xié)調(diào)不同的通信關(guān)系并向FMS提供不依賴設(shè)備的訪問第二層?，F(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層FDL可完成總線訪問控制和數(shù)據(jù)的可靠性。任務(wù)實施二、PROFIBUS總線存取技術(shù)PROFIBUS-PA和PROFIBUS-DP使用一致的總線存取協(xié)議，通過現(xiàn)場總線鏈路層實現(xiàn)，MAC子層確保在同一時刻只能由一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)。PROFIBUS使用混合的總線存取控制機制，包括用于主站之間通信的令牌傳遞方式和用于主站與從站之間通信的主從方式。PROFIBUS總線支持單主和多主系統(tǒng)，總線上最多站點數(shù)為可達到127個，其理論地址范圍：0-127，可使用地址方位為0-126，其中127為廣播地址，最多可以有32個主站。主站與從站之間采用主從通信方式主站之間采用令牌傳遞方式（1）純主-主系統(tǒng)（2）純主-從系統(tǒng)（3）兩種方式的組合任務(wù)實施二、PROFIBUS物理接口與傳輸介質(zhì)

物理層規(guī)定了物理接口，即機械、電氣、功能、規(guī)程等特性PROFIBUS-DP/FMS總線符合EIARS485標(biāo)準(zhǔn)，其傳輸程序以半雙工、異步、無間隙同步為基礎(chǔ)。一般采用9針SUB-D型接口，傳輸介質(zhì)采用屏蔽雙絞線或光纖。

而ROFIBUSPA采用符合IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)的傳輸技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸使用非直流傳輸?shù)奈煌?、曼徹斯特編碼協(xié)議，傳輸介質(zhì)采用屏蔽或非屏蔽雙芯電纜。5.2PROFIBUS-DP系統(tǒng)組網(wǎng)應(yīng)用021.2.1自動控制系統(tǒng)概述1.2.2計算機控制系統(tǒng)任務(wù)引入

PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)用于分布式I/0之間的通信，在網(wǎng)絡(luò)組建中有主站、從站等設(shè)備。本任務(wù)是組建S7-1200之間的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。任務(wù)準(zhǔn)備一、PROFIBUS-DP設(shè)備

PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)的硬件主要有主站、從站、網(wǎng)絡(luò)組件和網(wǎng)絡(luò)工具等組成。分為1類主站和2類主站。1類主站（DPM1）是中央控制器，可完成總線通信控制、管理及周期性數(shù)據(jù)訪問。2類主站（DPM2）可完成非周期性數(shù)據(jù)訪問，如數(shù)據(jù)讀寫、系統(tǒng)配置、故障診斷及管理組態(tài)數(shù)據(jù)等。1）主站

DP從站，分配給DP主站的分布式現(xiàn)場設(shè)備。從站是在主站的控制下，進行現(xiàn)場輸入信號的采集和控制信號的輸出。從站設(shè)備可以是PLC一類的控制器、也可以是不具有程序存儲和執(zhí)行功能的分散式I/O設(shè)備，可以是現(xiàn)場具有總線接口的智能現(xiàn)場設(shè)備。

2）從站二、S7-1200組建PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)

S7-1200可通過CM1242-5、CM1243-5通信模塊連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。CM1242-5僅用作從站。CM1243-5僅用作DPM1類主站。三、軟硬件設(shè)備軟件：TIAPortalV16。硬件：2臺西門子S7-1200PLC1214DC/DC/DC、1臺工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機、2根RJ45接頭的雙絞線、1個CM1243-5通信模塊、1個CM1242-5通信模塊，1根PROFIBUS-DP通信線纜。任務(wù)實施一、硬件組態(tài)1）新建項目2）硬件配置3）添加通信模塊點開“通信模塊”，點開PROFIBUS，點擊CM1242-5，添加到101位置；點擊項目樹DP主站，雙擊設(shè)備組態(tài)，在硬件目錄中點開“通信模塊”，點開PROFIBUS，點擊CM1243-5，添加到101位置。4）啟用系統(tǒng)時鐘5）組建PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)點開項目樹DP從站，雙擊設(shè)備組態(tài)，點擊右上角的網(wǎng)絡(luò)視圖，出現(xiàn)圖中的兩臺設(shè)備，點擊DP從站設(shè)備上的“未分配”，點開后選擇DP主站CM1243-5DP接口，然后出現(xiàn)圖中的網(wǎng)絡(luò)連接?；蛘呤窃贒P從站設(shè)備組態(tài)界面中，點擊CM1242-5模塊，出現(xiàn)屬性配置，點擊DP接口，點擊PROFIBUS地址，在“接口連接到”子網(wǎng)配置中，點擊添加新子網(wǎng)。6）配置智能從站通信DP從站設(shè)備組態(tài)界面中，點擊CM1242-5模塊，出現(xiàn)屬性配置，點擊操作模式，點擊智能從站通信，出現(xiàn)傳輸區(qū)域的配置，點擊新增，即可增加傳輸數(shù)據(jù)的I/O地址。如圖增加的主站發(fā)送數(shù)據(jù)為Q100，從站接收為I100，方向是指向從站，長度為1個字節(jié)；主站接收數(shù)