工业数据通信与控制网络

第4章 PROFIBUS现场总线 4.1 PROFIBUS概述 4.2 PROFIBUS-DP的通信协议

一、概述 作为众多现场总线家族的成员之一，ProfiBus是在欧洲工业界得到最广泛应用的一个现场总线标准，也是目前国际上通用的现场总线标准之一。 ProfiBus是属于单元级、现场级的SIMITAC网络，适用于传输中、小量的数据。其开放性可以允许众多的厂商开发各自的符合ProfiBus协议的产品，这些产品可以连接在同一个ProfiBus网络上。 ProfiBus是一种电气网络，物理传输介质可以是屏蔽双绞线、光纤和无线传输。

PROFIBUS技术的发展经历 87年由Siemens公司等13家企业和5家研究机构联合开发; 89年批准为德国工业标准DIN 19245； 96年批准为欧洲标准EN 50170 V.2; 98年PROFIBUS-PA批准纳入EN50170 V.2; 99年PROFIBUS成为国际标准IEC 61158的组成部分(Type III); 2001年批准成为中国的行业标准JB/T 10308.3-2001;

PROFIBUS 在工厂网络中的应用

PROFIBUS 的实际应用 制造业自动化 汽车制造 装瓶系统 仓储系统 楼宇自动化 交通管理自动化 供热、空调系统 制造业自动化 汽车制造 装瓶系统 仓储系统 楼宇自动化 交通管理自动化 供热、空调系统 过程自动化 清洗工厂 化工和石化工厂 造纸和纺织品工业 电力工业和电力输送 发电厂 开关装置 污水处理 汽车制造 在GM, BMW, Ford, FIAT 等 啤酒生产 聚合物储存 水泥生产 胶制品生产

RPOFIBUS给客户的好处 一、节省硬件和安装费用 减少硬件成份（I/O、终端块、隔离栅） 更容易、更快捷和低成本的安装 二、节省工程费用 更容易组态（对所有设备只需一套工具） 更容易保养和维修 更容易和更快捷的系统起动 三、更大的制造灵活性 改进功能 减少故障时间 准确、可靠的诊断数据 可靠的数字传输技术

PROFIBUS(Process Fieldbus)包含有三个子集： PROFIBUS DP (Decentralized Periphery) 用于设备级分散I/O之间的通信，实现分布式控制系统设备间的高速数据传输，传输速率在9.6Kbps—12Mbps之间可选 PROFIBUS PA (Process Automation) 用于过程自动化，采用IEC61158-2通信规程，传输速率为31.25K，适用于有总线供电、本质安全要求的应用场合 PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification) 用于车间级的数据通信，可提供通信量大的相关服务

PROFIBUS簇

PROFIBUS基本特性 PROFIBUS可使分散式数字化控制器从现场底层到车间级网络化，该系统分为主站和从站。 从站为外围设备，典型的从站包括：输入输出装置、阀门、驱动器和测量发送器。它们没有总线控制权，仅对接收到的信息给予确认或当主站发出请求时向它发送信息。从站也称为被动站。由于从站只需总线协议的一小部分，所以实施起来特别经济。

PROFIBUS 网络的构成 PROFIBUS 主站(一类主站，必需) PROFIBUS 从站 PROFIBUS 网络部件 中央可编程控制器，如 PLC、PC ,支持主站功能的通讯器（通信控制和管理） PROFIBUS 从站 分布式I/O、支持DP 接口的传动装置 支持从站功能的通讯处理器 其它支持 DP 接口的输入、输出或智能设备 PROFIBUS 网络部件 通信介质—电缆 总线部件—总线连接器、中继器、耦合器、链路等 人机界面设备(二类主站，可选) 经由通讯处理器连接到网络的计算机及编程设备 工程及诊断工具 、网络配置、诊断工具

协议结构 PROFIBUS协议的结构定向根据ISO7498国际标准以开放系统互联网络OSI为参考模型。下图为PROFIBUS协议模型与ISO/OSI协议模型的关系：

PROFIBUS协议结构

通 信 透 明 从 传 感 器／执 行 器 到 区 域 控 制 器 CNC Ethernet/TCP/IP TCP/IP/Ethernet PROFIBUS-FMS PROFIBUS-DP PROFIBUS-PA 工厂级 总线 循环时间 < 1000 ms 车间级 < 100 ms 现场级 < 10 ms PC/VME VME/PC PLC DCS PROFIBUS consists of 3 compatible variations. PROFIBUS-FMS is suitable for the communication between intelligent field devices like PLCs and PCs. PROFIBUS-FMS offers a wide range of powerful application services which meet the communication requirements between intelligent devices. PROFIBUS-DP is used for the communication between intelligent devices and the distributed I/Os. PROFIBUS-DP is very fast, very efficient and easy to use. PROFIBUS-FMS and PROFIBUS-DP operate on the same cable and are using the same transmission technology - so they can be combined in any way on the same cable. PROFIBUS-PA is dedicated to the process industry. PROFIBUS-PA uses the PROFIBUS-DP protocol and the IEC 1158-2 transmission technology. PA can operate in intrinsically safe areas and offers the possibility to power the field devices over the bus. Today, PROFIBUS is the only Fieldbus system offering a complete and proven solution for both manufacturing (H2) and process (H1).

总线访问 混合总线访问协议 主站间的逻辑令牌环 主从站间的主从协议 混合总线访问协议 主站间的逻辑令牌环 主从站间的主从协议 主站 主动站在一个限定时间内 (Token Hold Time) 对总线有控制权 从站 从站只是响应一个主站的请求，它们对总线 没有控制权 PLC PLC / PC Typical master stations are PLCs or PCs Typical slave stations are I/O or valves e.g., I / O

PROFIBUS 总线访问方式：多主令牌环；主从通信 主动站、主设备 被动站、从设备 PROFIBUS 总线访问方式：多主令牌环；主从通信 PLC PC 主设备间的逻辑令牌环 令牌方式 主从方式

令牌调度原理 在多主网络中，令牌调度必须确保： 每个主站有足够的时间完成它的通信任务 接收令牌后可用于完成通信任务的时间(TTH) 目标令牌循环时间TTR (Target Token Rotation Time) 站点的令牌持有时间TTH(Target Token Holding Time) 接收令牌后可用于完成通信任务的时间(TTH) 令牌实际循环时间TRR(Target Token Real Rotation Time) More details on the PROFIBUS bus access protocol may be found in the Data Link Layer Specification of EN 50170 volume 2.

PROFIBUS的主站与从站 1类主站：有能力控制若干从站、可完成总线通信控制与管理的设备。PLC、PC机等可作为1类主站。 2类主站：有能力管理1类主站的组态数据和诊断数据的设备。具有1类主站所具有的通信能力。可完成站点的数据读写、系统组态、监视、故障诊断等。编程器、操作员工作站、操作员接口等都是2类主站。 从站：通信上从属于1类主站管理，提供I/O数据的现场设备。

PROFIBUS－DP定义三种设备类型

若干个 DP-主可以用读功能访问一个 DP-从 PROFIBUS-DP 多主系统 若干个 DP-主可以用读功能访问一个 DP-从 PROFIBUS-DP 多主系统的组成: - 多个主设备 (1 类 or 2 类) - 1 到最多124 个 DP-从 - 在同一个总线上最多126 个设备备 DP- 主 ( 2 类) ( 1 类) 分散的 I/O PROFIBUS-P DP - 从 PLC PROFIBUS - DP PC CNC PROFIBUS-DP can also be used in a multi-master system configuration. This slide shows two active stations, one PLC and one CNC station. Each station has related input and output devices. The advantage of PROFIBUS-DP is that it is possible for each of the active stations to access data of common devices. The DP Master class 2 has the possibility to read the diagnostic information from all devices connected to the network.

PA网段的物理连接 IEC 1158-2 (国际电工委员会, International Electrotechnical Commission) 双向L- Manchester 编码, 31.25 kBit/s 本质安全 (可选) 和通过总线对站供电 (可选) 屏蔽或非屏蔽的双绞电缆 每段距离达 1900 米，用中继器可延长到 10 公里 The second version of the PROFIBUS transmission technology is the transmission technology according to the IEC 1158-2 standard. This technology is used for PROFIBUS-PA. The IEC 1158 technology permits powering of the stations over the bus on the same two wires where the data is transmitted. This is an option and is only used, if the field devices require this feature. Field devices with higher power consumption may be powered externally The IEC 1158 technology is in accordance with the international fieldbus standard IEC 1158-2. Depending on the ex-class and power requirements, 10 ... 32 stations may be connected in one segment. If more stations shall be used, various segments must be built. Each segment is coupled with a DP/PA coupler (or link) to the PROFIBUS-DP bus.

PROFIBUS 电缆要求 - IEC 1158-2 电缆设计: 屏蔽双绞电缆 导线面积: 0.8毫米2(AWG 18) 电缆设计: 屏蔽双绞电缆 导线面积: 0.8毫米2(AWG 18) 回路电阻: 44  / km 阻抗 （在31.25 KHz时）: 100  +/- 20% 衰减 （在39 KHz时）: 3dB / km 每单位长度的电容: 2nF / km The following line parameters describe a typical cable for IEC 1158-2 technology. Please refer to the Electronic Product Guide for all further details on the vendors of this cable. 对 IEC 1158-2 传输的电缆被列在 PROFIBUS 电子产品指南中

DP网段（RS-485）的物理连接 RS 485， NRZ异步传输 比特率从 9.6 kBit/s 到 12 MBit/s，可选 双绞屏蔽电缆 每段 32 个站，最多允许 127 个站 传输距离: 12 MBit/s 时 100 m; 1.5 MBit/s 时400m; < 187.5 kBit/s 时1000 m 有中继器距离可延长到 10 公里 9 针, D 型插头 PROFIBUS offers 3 different versions of the transmission technology: - RS 485 used at FMS and DP - Fiber Optics (FO) for FMS and DP - IEC 1158-2 for PA The RS-485 technology is a proven technology that can be used in all areas of automation. It permits high protection against electromagnetic disturbances and is simple and easy to install. The PROFIBUS transmission speed (Baudrate) with RS 485 transmission is selectable in steps from 9.6 kBit/s to 12 MBit/s. All stations must operate at the same Baudrate. Basically, the transmission speed is selected via a switch at the master, and the slaves adjust themselfs to the baudrate of the Master. This feature is called Auto-Baudrate-Detection. With RS-485 technology, 32 stations can be connected to the same segment. If more stations shall be connected, repeaters must be used to extend to the network.

PROFIBUS 电缆要求 - RS 485 参数 电缆类型 A 电缆设计 屏蔽双绞电缆 浪涌阻抗 135 ... 165  电缆设计 屏蔽双绞电缆 浪涌阻抗 135 ... 165  回路电阻 110  / km 线径 0.64 mm 线截面积 > 0.34 mm 每单位长度的电容 < 30 pF / m This slide shows the electrical parameters of PROFIBUS RS-485 cables. Please note: The standard specifies two types: Type A is the preferred type, because this cable can be used with baudrates up to 12 MBit/s and permits longer distances even at low baudrates. Type B is an older cable which is limited to 1.5MBit/s. It is strongly recommended to use only type A cables. Please note that the standard allows the use of unshielded cables. I in practice however, it is strongly recommended to use shielded cables due to better EMC immunity.  PROFIBUS 电缆被列在 PROFIBUS 电子产品指南中。

 长度可以用中继器来延长 PROFIBUS 电缆长度 （对 RS 485） 电缆最大长度取决于传输速率。如使用A型电缆，则传输速 率与长度如下表 The following transmission line lengths are reached with PROFIBUS cables type A. The total network distance may be extended by using repeaters up to a range of 10 km. The number of repeaters which can be used in series depends on the type of repeater and should be specified by the repeater manufacturer. Typically, not more than 3 repeaters should be used between two stations. The use of repeaters does not effect the baudrate. 传输速度在9.6Kbps—12Mbps之间可选， 挂接在同一条网段上的所有设备均需选用同一传输速度  长度可以用中继器来延长

9 针D 型连接器的针脚分配 （为RS 485用） 对 PROFIBUS-DP/FMS 提供的连接器类型是9 针 D 型连接器 插座部分被安装在设备上 如果其他连接器能提供必要的命令信号的话，也允许使用 针脚号 信号 规定 1 Shield 屏蔽/保护地 2 M24 24 V 输出电压的- 3 RxD/TxD-P * 数据接收/发送线 +B线 4 CNTR-P 中继器控制+ 5 DGND * 数据地即0电位 6 VP * 终端器电阻供电端 (+5V) 7 P24 24V输出电压 ＋ 8 RxD/TxD-N * 数据接收／发送线-A线 9 CNTR-N 中继器控制- All PROFIBUS devices with protection class IP 20 should normally use a 9-pin D-Sub connector. This is a preferred connection technology for PROFIBUS-FMS and PROFIBUS-DP. For devices with protection class IP 65 the standardization of PROFIBUS connectors is currently under preparation. Please note that all devices shall permit the mandatory signals including VP and GND. These signals are used for the bus termination or may be used to power fibre-optic converters. * 每个设备必须支持命令信号

RS232和RS485知识补充

拓朴结构 2 3 30 31 62 61 33 32 (PROFIBUS 支持总线型，树型和星型拓扑) 这里是总线型拓扑 在总线的开头和结尾必须有终端 一段可以由最多 32 个站*组成 终端 2 3 30 31 62 61 33 32 中继器 * 注: 中继器没有站地址，但它们被计算在每段的最多站数中 站 1 With PROFIBUS it is possible to build networks in different topologies. The preferred network topology is a bus type topology. At lower baudrates it is also possible to build networks in star topology. For the use of star type topologies the maximum length of stubs must be taken into account. For the network design, it is important to distinguish between the maximal number of stations and the maximum number of bus loads in a segment. The number of bus loads in a segment is limited by the RS-485 technology and is restricted to maximal 32. It is important to know that repeaters do count towards the maximum bus load in a segment; even if they have no address assigned.

安装 RS 485 (1) A型电缆的总线终端 电缆 站 1 站 2 数据线 390  数据线 DGND (5) VP (6) 220 RxD/TxD-P (3) RxD/TxD-N (8) A型电缆的总线终端 站 1 站 2 屏蔽 保护地 RxD/TxD-P (3) DGND (5) VP (6) RxD/TxD-N (8) (3) RxD/TxD-P (5) DGND (6) VP (8) RxD/TxD-N 电缆 The following figure shows the cabling and termination of a PROFIBUS system using the bus cable type A. This is the preferred installation and termination method for all PROFIBUS networks. The termination of the network is normally located at the beginning and at the end of the segment. It should be ensured that the terminating resistors are always supplied with power. It is good practice to locate one termination at the master and the other one at the slave which is the last one at the bus at the end of the bus segment. Please note: If repeaters are used, it is good practice to locate one termination at the output of the repeater and the other one at the last station of the bus segment or at the input of the next repeater.

安装 RS 485 (2) VP B A DGND 第一个站 390  220 总线终端 最后一个站 数据线 B 数据线 A 站 2 This slide shows the wiring of the PROFIBUS network.

RS-485 传输的数据位顺序 每个八位二进制数（１字节）按 11 位的顺序被传输 最小的有效位 (LSB) 被第一个发送 最大的有效位 (MSB) 被最后发送 每个八位二进数都补充三位，即开始、终止和奇偶校验位 此编码原理为 NRZ （即 Non Return to Zero，不归零） 空闲 开始 1 2 3 4 5 6 7 8 奇偶 终止 开始 校验 位顺序: 1. 字节 LSB MSB 2. 字节 最低有效位 (LSB: Least Significant Bit)  MSB是Most Significant Bit的缩写，指最高有效位 The PROFIBUS RS-485 technology operates byte oriented. One byte is the smallest size of a possible message. The 8 user data bits of each byte are automatically extended with one Startbit, one Stoppbit and one Paritybit by the Hardware of the RS-485 Interface. This means that one byte (8 bit) is transmitted as 11 bits on the cable. This overhead ensures that all PROFIBUS messages are transmitted with high protection against undetected failures. All bytes of a PROFIBUS message must be transmitted without any slip (idle time) between them. All PROFIBUS messages have a hamming distance of HD = 4.

信号电平 线 A 线 B 微分电压 A - B 1 2 1 = 数据传输开始 2 = 空闲段、无数据传输、总线终端终止的电平 This slide shows typical signals at the RS-485 transmission line. The difference A-B represents the real value of the bit sequence. 1 = 数据传输开始 2 = 空闲段、无数据传输、总线终端终止的电平

PROFIBUS总线存取协议

在图中，PROFIBUS总线上的主设备M3获得令牌，即获得了总线控制权， 此时，主设备M3与M5进行数据传递，同时M3也可以与从设备S1、S2、S3等进行通信，M3对从设备进行循环查询。 当M3主站没有需要发送的帧或在规定时间内发送完了所需发送的帧，或者M3的控制时间终了时，它就将主站令牌传递给下一个主站M5。以后，令牌在M5-M6-M8-M3之间进行传递。 MAC（介质访问控制层， Media Access Control ）

二、 PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP (Decentralized Periphery)用于设备级的高速数据传送， 中央控制器通过高速串行线同分散的现场设备（如I/O，驱动器、阀门等)进行通信，多数数据交换是周期性的， 除此之外，智能化现场设备还需要非周期性通信，以进行配置、诊断和报警处理。

1、PROFIBUS-DP的基本功能 中央控制器周期地读取从设备的输入信息并周期地向从设备发送输出信息， 总线循环时间必须要比中央控制的程序循环时间短。 除周期性用户数据传输外，PROFIBUS-DP还提供了强有力的诊断和配置功能， 数据通信是由主机和从机进行监控的。

①传输技术 ·RS-485双绞线双线电缆或光缆。 ·波特率从9.6 Kbps-12 Mbps。 PROFIBUS-DP的基本功能如下： ①传输技术  ·RS-485双绞线双线电缆或光缆。  ·波特率从9.6 Kbps-12 Mbps。 ②总线存取  ·各主站间令牌传送，主站与从站间数据传送。  ·支持单主或多主系统。 ·主-从设备，总线上最多站点数为126。       

PROFIBUS-DP数据传输 DP-从 DP- 主 DP-从 DP- LL DA = 目的地址 SA = 源地址 FC = 功能码 请求帧 尾 输出数据 头 立即响应 响应帧 DP-从 DP- 主 尾 头 输入数据 帧 SRD- 请求，各种长度的用户数据 SRD- 响应，各种长度的用户数据 DP- LL DP-从 SYN SD2 LE DA SA FC DU FCS ED LEr The data transmission of PROFIBUS-DP is based on a high-efficient telegram structure. The input and output data of a station are transmitted within a single bus-cycle. Each frame can transmit up to 246 Bytes of input or output data. The Master sends out a request frame which includes the output data for the DP Slave station. In the response frame of the DP Slave it transmits the input data information to the Master. After receiving the request frame, the DP Slave responds immediately. If the request or the response frame is destroyed due to EMC problems, the Master immediately repeats the message cycle. The number of retries can be configured. All PROFIBUS telegram frames are highly secure with a hamming distance of HD = 4. Hamming Distance is a measure for the failure security of a system. That means the higher the hamming distance the better the system security. HD = 4 fulfills the requirements for security relevant applications. Syn = 同步时间 SD2 = 帧前定界符 LE = 长度 LEr = 重复长度 DA = 目的地址 SA = 源地址 FC = 功能码 DU = 数据单元 FCS = 帧校验 ED = 帧结束

PROFIBUS-DP 单主系统的典型循环时间 总线循环时间 [ms] DP- 从设备数 12 MBit/s 1.5 MBit/s 500 kBit/s The bus-cycle time of a PROFIBUS-DP system mainly depends on the Baudrate that is used. The Baudrate can be selected in a range of 9.6 kBit/s up to 12 MBit/s. The following slide shows the bus-cycle time of a PROFIBUS-DP mono-master system. For instance: In a configuration with 30 DP Slaves operating at 12 MBit/s, each Slave having 2 Byte of input and 2 Byte of output data, it is possible to reach a bus-cycle time of approx. 1 ms. This shows that PROFIBUS-DP can be used even for very time critical applications. The non linear graph and the break point results 1. from the non-linear scale of the x-axis 2. from the min Slave Interval Time (typical 1ms), which limits the performance of small networks 条件: 每个DP-从设备有 2 字节的输入和 2 字节的输出数据， 最小的从间隔时间是 200 微秒 TID1= 75 个 位时间, Tsdr = 11 个 位时间

简单PROFIBUS-DP系统的组成

三、PROFIBUS-PA

PROFIBUS-PA作用和应用 应用范围: PROFIBUS-PA是PROFIBUS的过程自动化解决方案。 PA将自动化系统与带有现场设备，例如压力、温度和液化变进器的过程控制系统连接起来，PA可以取代4mA-20mA的模拟技术。 PA在现场设备的规划、电缆敷设、调试、投人运行和维护方面可节省成本40%以上，并可提供多功能和安全性。 应用范围: 变送器、阀、执行器等等 通过串行总线系统连接 在化学工业和过程控制中使用 通过数据线对现场设备供电 在危险区域（保护区域）应用

PROFIBUS-PA与4—20mA系统的比较

PROFIBUS-PA与4—20mA系统的比较

PROFIBUS-PA与4—20mA系统的比较 过程自动化独特的应用行规以及来自不同厂商的现场设备的互换性。 增加和去除总线站点，即使在本质安全地区也不会影响到其他站点。 过程自功化中的PROFIBUS-PA总线段和制造自动化中的PROFIBUS-DP总线段之间通过段耦合器实现通信透明化。 同样的两条线，基于国际电工委员会IEC 1158-2技术可进行远程供电和数据传输。 在潜在的爆炸区使用防爆型“本质安全”或“非本质安全”。 本质安全是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性，即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。具体包括失误—安全（误操作不会导致事故发生或自动阻止误操作）、故障—安全功能（设备、工艺发生故障时还能暂时正常工作或自动转变安全状态）。现行相关标准是《GB 3836.18-2010 爆炸性环境 第18部分：本质安全系统》，《GB 3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求》已废止。

PROFIBUS-PA适应所有过程自动化领域 PROFIBUS-PA完全满足化学工业用户组织（如NAMUR）对数字现场总线的要求。

（1） PROFIBUS-PA传输协议 PROFIBUS-PA以PROFIBUS-DP为基础。通过标准的DP周期性数据交换功能传输量值和状态。 对于设备参数的传输和用工程工具的设备运行，使用扩展PROFIBUS-DP的非周期性读/写功能。 传输采用基于IEC1158-2的两线技术。PROFIBUS总线存取协议（第2层）和IEC1158-2技术（第1层）之5的接口在DIN19245系列标准的第4部分中做了规定。 在IEC1158-2段传输时，报文被加上起始和结束界定符。

（2） PROFIBUS- PA行规 PROFIRUS-PA行规保证了不同厂商生产的现场设备的互换性和互操作性，它是PROFIBUS-PA的组成部分，可从PROFIBUS用户组织订购，订购号为3.042。 PA行规的任务是为现场设备类型选择实际需要的通信功能，并为这些设备功能和设备行为提供所有需要的规格说明。 PA行规包括适用于所有设备类型的一般要求和用于各种设备类型组态信息的数据单。

4、PROFIBUS-FMS FMS (Fieldbus Message Specification)的设计旨在解决车间级的通信，在这一级可编程控制器主要是互相通信。在此应用领域内，高级功能比快速系统反应时间更重要。 PROFIBUS—FMS应用层包括以下两个部分： 1.FMS: 现场总线信息规范(FMS)描述通信对象和服务； 2.LLI: 低层接口(LLI, Lower Layer)用于将FMS适配到第2层。

PROFIBUS-FMS协议结构 Application Layer Interface

1.PROFIBUS-FMS的特点 为连接智能现场设备设计，如PLC，PC，MMI 强有力的应用服务提供广泛的功能 面向对象的协议 多主和主-从通信 点对点、广播和局部广播通信 周期性和非周期性的数据传输 每个设备的用户数据多达240个字节 得到所有主要PLC制造商的支持

2.PROFIBUS—FMS面向对象 变量、参数、程序均设计为对象 每个对象都有确定的特性（读，写……） 所有对象被列在对象字典（OD, Object Dictionary ）中, 对象字典根据每个设备单独构成

通信对象类型 对象 不明确的 明确的 由PROFIBUS标准定义 VFD：虚拟现场设备, Virtual Field Device OD：对象字典, Object Dictionary Data Types:标准数据类型 由用户定义 静态： 由行规予定义或在组态期间定义 如变量、数组、记录、区域 动态： 在运行时定义如程序、变量表 对象

对象字典（OD） 对象字典包括如下部分： 头部 包含此OD的结构信息 数据类型字典 包括静态通信对象表（如停机时间、故障率……） 动态变量表的表* 包括所有现今已知变量的表 动态程序表* 包括所有现今已知程序的表 注：*部分是可选的，仅对某些设备存在。

例：一个简单设备的OD 头部： ROM/RAM标志 名字长度，访问保护，OD版本 静态OD、数据类型OD、动态OD部分的第一个指针和长度 数据类型字典： 索引 对象代码 含义 1 数据类型 整数8 …… 数据类型 整数16 6 数据类型 浮点 静态对象字典： 指针 对象代码 数据类型 内部地址 符号 20 VAR 1 4711H 件数 21 VAR 2 5000H 停机时间 22 VRA 6 100H 故障率

3.PROFIBUS—FMS支持如下类型的对象 静态通信对象 （这些对象登入静态对象字典） 简单变量：变量类型如整数、布尔数…… 数组：同类型的简单变量的数组 记录：各种类型的简单变量的数组 区域：大数量的数据 事件：事件信息 动态通信对象 （这些对象登入动态对象字典） 程序调用：程序的描述 变量表：简单变量、数组或记录的记录

PROFIBUS—FMS的通信关系 站之间的数据传输通过通信关系来执行 通信关系允许存取保护和自动的联接监视

Profibus组网方式 1）RS485电缆组网

Profibus组网方式 2）光纤组网

Profibus组网方式 3）经总线桥组网 总线桥的功能即将不具备Profibus通讯能力的传统仪表和现场设备接入Profibus总线系统中。

例如，在 Bochum 的 GM (Opel) 工厂 PROFIBUS 在汽车生产中 例如，在 Bochum 的 GM (Opel) 工厂 欧洲的 GM 已决定将 PROFIBUS 作为优选的 开放现场总线系统在其所有的欧洲工厂中使用 对每个车身，PROFIBUS-DP 控制机器人处理 2,000 多个 焊接操作 PROFIBUS 用在 冲压车间，每月处理 22,000 吨钢材 PROFIBUS-DP 用在 组装线上，每天生产出 1,200 辆轿车

在 OPEL 工厂的网络结构示意图 冲压车间 车身车间 装配车间 FMS 500 kBaud DP EPICS 工业以太网 MAP / MMS 工业以太网 冲压车间 FMS 500 kBaud 车身车间 装配车间 AS-Interface PLC 12 MBaud (Assembly) （Manufacturing Automation Protocol） 制造自动化协议 （Microsoft Media Server protocol） 串流媒体传送协议 “实验物理及工业控制系统”（Experimental Physics and Industrial Control System）

PROFIBUS-PA在 啤酒厂的应用 Bitburger 为什么选择 PROFIBUS-PA: 由于容易安装，节省成本 由于集中组态，建立系统简单 由于提高了准确性，工厂有更高安全性和 有效性 由于减少了维护，而节省成本 由于是开放的国际标准，使投资安全 德国Bitburger碧特博格骑士啤酒

PROFIBUS-PA在 啤酒厂的应用 60 buffer and storage tanks Visualization SISTAR Control SIMATIC S5 Engineering COMMUWIN II Visualization SISTAR Fiber Optic Industrial Ethernet 60 buffer and storage tanks PROFIBUS-DP RS 485 Segment coupler Pepperl+ Fuchs Valve control Festo Promag 33 Deltapilot S PROFIBUS-PA IEC 1158-2 Siemens ET 200 Coolant Valves Samson

PROFIBUS-PA在 Deutsche Shell AG的应用 润滑油生产车间 欧洲总部 每年生产 350,000 吨，在欧洲是最大的

PROFIBUS-PA在 Deutsche Shell AG的应用 项目于 1997 开始 120 桶 1-700 m3 7000 个信号 混 油 Engineering Commuwin II Visualization Honeywell SCAN 3000 Total Plant Batch Software Control room Siemens H1 PLC 1 Simatic S5 PLC 8 PROFIBUS-DP Temperature TMD 834 Segment coupler Pepperl+Fuchs DP/AS-i Link Siemens PROFIBUS-PA IEC 1158-2 Liquiphant max. min.

作业： 简述RPOFIBUS给客户的好处。 简述PROFIBUS的主站与从站。 请尝试画出PROFIBUS 总线型拓扑结构图。 请简要阐述PROFIBUS-DP 、PROFIBUS-PA 、PROFIBUS-FMS这三个子集的作用以及区别和联系。 注意： 作业网上提交，用自己的语言描述， http://jcyjs.swust.edulab.cn/，“扩展”栏目 最新PPT下载网址：http://homepage.swust.edu.cn/web/wangshunli/p/598/list.htm