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profibus协议报文格式

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profibus协议报文格式

　　篇一：

profibus协议报文说明

　　1、通信端口参数

　　支持的波特率：

　　2、报文格式

　　3）sd3:

固定8字节数字域

　　篇二：

profibus协议

　　pRoFibus协议

　　20xx-01-2118:

03

　　Rs485接口

（1）pRoFibus是一种国际化．开放式．不依赖于设备生产商的现场总线标准。

广泛适用于制造业自动化．流程工业自动化和楼宇．交通电力等其他领域自动化。

（2）pRoFibus由三个兼容部分组成，即pRoFibus－dp（decentralizedperiphery）．pRoFibus－pa（processautomation）．pRoFibus-Fms（Fieldbus

　　messagespecification）。

　　（3）pRoFibus–dp:

是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式i／o的通信。

使用pRoFibus－dp可取代办24Vdc或4－20ma信号传输。

　　（4）poRFibus－pa：

专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本征安全规范。

　　（5）pRoFibus－Fms：

用于车间级监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。

　　（6）pRoFibus是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。

可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网

　　络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。

　　（7）与其它现场总线系统相比，pRoFibus的最大优点在于具有稳定的国际标准en50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。

目前已应用的领域包括加工制造．

　　过程控制和自动化等。

pRoFibus开放性和不依赖于厂商的通信的设想，已在10多万成功应用中得以实现。

市场调查确认，在德国和欧洲市场中pRoFibus占开放性工业现场总线系统的市场超过40％。

pRoFibus有国际著名自动化技术装备的生产厂商支持，它们都具有各自的技术优势并能提供广泛的优质新产品和技术服务。

　　《pRoFibus协议结构》

　　pRoFibus协议结构是根据iso7498国际标准，以开放式系统互联网络（opensysteminterconnection-sio）作为参考模型的。

该模型共有七层。

（1）pRoFibus－dp：

定义了第一．二层和用户接口。

第三到七层未加描述。

用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能，并详细说明了各种不同pRoFibus－dp设备的设备行为。

（2）pRoFibus－Fms：

定义了第一．二．七层，应用层包括现场总线信息规范（Fieldbusmessagespecification-Fms）和低层接口（lowerlayerinterface－llⅠ）。

Fms包括了应用协议并向用户提供了可广泛选用的强有力的通信服务。

llⅠ协调不同的通信关系并提供不依赖设备的第二层访问接口。

　　（3）pRoFibus－pa：

pa的数据传输采用扩展的pRoFibus－dp协议。

另外，pa还描述了现场设备行为的pa行规。

根据iec1158－2标准，pa的传输技术可确保其本征安全性，而且可通过总线给现场设备供电。

使用连接器可在dp上扩展pa网络。

　　注：

第一层为物理层，第二层为数据链路层，第三－六层末使用，第七层为应用层。

《pRoFibus传输技术》

　　pRoFibus提供了三种数据传输类型：

（1）用于dp和Fms的Rs485传输。

（2）用于pa的iec1158－2传输。

　　（3）光纤

　　1．用于dp／Fms的Rs485传输技术

　　由于dp与Fms系统使用了同样的传输技术和统一的总线访问协议，因而，这两套系统可在同一根电缆上同时操作。

　　Rs-485传输是pRoFibus最常用的的一种传输技术。

这种技术通常称之为h2。

采用的电缆是屏蔽双绞铜线。

　　Rs-485传输技术基本特征：

（1）网络拓扑：

线性总线，两端有有源的总线终端电阻。

（2）传输速率：

9.6kbit/s12mbit/s

　　（3）介质：

屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件（emc）。

　　（4）站点数：

每分段32个站（不带中继），可多到127个站（带中继）。

　　（5）插头连接：

最好使用9针d型插头。

　　2．Rs－485传输设备安装要点

（1）全部设备均与决线连接。

（2）每个分段上最多可接32个站（主站或站）。

　　（3）每段的头和尾各有一个总线终端电阻，确保操作运行不发生误差。

两个总线终端电阻必须永远有电源。

　　（4）当分段站超过32个时，必须使用中继器用以连接各总线段。

串联的中继器一般不超过3个。

　　（注：

中继器没有站地址，但被计算机在每段的最多站数中）

　　（5）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：

波特率：

（kbit/s）9.619.293.75187.550015001200

　　距离／段（m）120xx20xx20xx00040020xx00

　　（6）a型电缆参数：

　　阻抗：

135－165Ω电容：

＜30pf/m回路电阻：

110Ω

　　线规：

0.64mm导线面积：

＞0.34mmΩ

　　（7）Rs－485的传输技术的pRoFibus网络最好使用9针d型插头。

　　（8）当连接各站时，应确保数据线不要拧绞，系统在高电磁发射环境（如汽车制造业）下运行应使用带屏蔽的电缆,屏蔽可提高电磁兼容性（emc）。

　　（9）如用屏蔽编织线和屏蔽箔，应在两端与保护接地连接，并通过尽可能的大面积屏蔽接线来复盖，以保持良好的传导性。

另外建议数据线必须与高压线隔离。

　　（10）超过500kbit/s的数据传输速率时应避免使用短截线段，应使用市场上现有的插头可使数据输入和输出电缆直接与插头连接，而且总线插头连接可在任何时候接通或断开而并不中断其它站的数据通信。

　　3用于pa的iec1158－2传输技术

（1）数据iec1158－2的传输技术用于pRoFibus－pa，能满足化工和石油化工业的要求。

它可保持其本征安全性，并通过总线对现场设备供电。

（2）iec1158－2是一种位同步协议，可进行无电流的连续传输，通常称为h1。

　　（3）iec1158－2技术用于pRoFibus－pa，其传输以下列原理为依据：

　　①．每段只有一个电源作为供电装置。

　　②．当站收发信息时，不向总线供电。

　　③．每站现场设备所消耗的为常量稳态基本电流。

　　④．现场设备其作用如同无源的电流吸收装置。

　　⑤．主总线两端起无源终端线作用。

　　⑥．允许使用线性．树型和星型网络。

　　⑦．为提高可靠性，设计时可采用冗余的总线段。

　　⑧．为了调制的目的，假设每个部线站至少需用10ma基本电流才能使设备启动。

通信信号的发生是通过发送设备的调制，从±9ma到基本电流之间。

　　（4）iec1158－2传输技术特性：

　　①．数据传输：

数字式．位同步．曼彻斯特编码。

　　②．传输速率：

31.25kbit/s，电压式。

　　③．数据可靠性：

前同步信号,采用起始和终止限定符避免误差。

　　④．电缆：

双绞线，屏蔽式或非屏蔽式。

　　⑤．远程电源供电：

可选附件，通过数据线。

　　⑥．防爆型：

能进行本征及非本征安全操作。

　　⑦．拓扑：

线型或树型，或两者相结合。

　　⑧．站数：

每段最多32个，总数最多为126个。

　　⑨．中继器：

最多可扩展至4台。

　　4．iec1158传输设备安装要点

（1）分段藕合器将iec1158－2传输技术总线段与Rs－485传输技术总线段连接。

藕合器使Rs－485信号与iec1158－2信号相适配。

它们为现场设备的远程电源供电，供电装置可限制iec1158－2总线的电流和电压。

（2）pRoFibus－pa的网络拓扑有树型和线型结构，或是两种拓扑的混合。

　　（3）现场配电箱仍继续用来连接现场设备并放置总线终端电阻器。

采用树型结构时连在现场线分段的全部现场设备都并联地接在现场配电箱上。

　　（4）建议使用下列参考电缆，也可使用更粗截面导体的其它电缆。

　　①．电缆设计：

双绞线屏蔽电缆

　　②．导线面积（额定值）：

0.8mm2（awg18）

　　③．回路电阻（直流）：

44Ω／km

　　④．阻抗（31.25千赫时）：

100Ω±20％

　　⑤．39千赫时衰减：

3db/km

　　⑥．电容不平衡度：

2nF/km

　　（5）主总线电缆的两端各有一个无源终端器，内有串联的Rc元件，R＝100Ω，c＝1цF。

当总线站极性反向连接时，它对总线的功能不会有任何影响。

　　（6）连接到一个段上的站数目最多是32个。

如果使用本征安全型及总线供电，站的数量将进一步受到限制。

即使不需要本征安全性，远程供电装置电源也要受到限制。

　　（7）线路最长长度的确定，根据经验先计算一下电流的需要，根据以下参数（2－2）选用一种供电电源单元，再根据以下参数中（2－3）线的长度确定选用哪种电缆。

　　（2－2）：

标准供电装置（操作值）

　　型号应用领域供电电压供电最大电流最大功率典型站数

　　Ⅰeexia/ibⅡc13.5V110ma1.8w8

　　Ⅱeexia/ibⅡc13.5V110ma1.8w8

　　Ⅲeexia/ibⅡb13.5V250ma4.2w22

　　Ⅳ不具有本征安全24V500ma12w32

　　（备注：

假设每个设备耗电10ma。

）

　　（２－３）：

iec1158-2传输设备的线路长度

　　供电装置Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型Ⅳ型Ⅴ型Ⅵ型

　　供电电压（Ｖ）13.513.513.5２４２４２４

　　Σ所需电流（ma）≤110≤110≤250≤110≤250≤500

　　Ｑ＝0.8mm2的导线长度（m）≤900≤900≤400≤1900≤1300≤650

　　Ｑ＝1.5mm2的导线长度（m）≤1000≤1500≤500≤1900≤1900≤1900

　　（8）外接电源：

如果外接电源设备，根据en500200标准带有适当的隔离装置，将总线供电设备与外接电源设备连在本征安全总线上是允许的。

　　5.光纤传输技术

　　（１）pRoFibus系统在电磁干扰很大的环境下应用时，可使用光纤导体,以增加高速传输的距离。

　　（２）可使用两种光纤导体，一是价格低廉的塑料纤维导体，供距离小于50米情况下使用，另一种是玻璃纤维导体，供距离小于1公里米情况下使用。

　　（３）许多厂商提供专用总线插头可将Rs－485信号转换成导体信号或将光纤导体信号转成Rs-485信号。

　　《pRoFibus总线存取协议》

　　（１）三种pRoFibus（dp．Fms．pa）均使用一致的总线存取协议。

该协议是通过osi参考模型第二层（数据链路层）来实现的。

它包括了保证数据可靠性技术及传输协议和报文处理。

　　（２）在pRoFibus中，第二层称之为现场总线数据链路层（Fieldbusdatalink-Fdl）。

介质存取控制（mediumaccesscontrol-mac）具体控制数据传输的程序，mac必须确保在任何一个时刻只有一个站点发送数据。

　　（３）pRoFibus协议的设计要满足介质控制的两个基本要求：

　　①．在复杂的自动化系统（主站）间的通信，必须保证在确切限定的时间间隔中，任何一个站点要有足够的时间来完成通信任务。

　　②．在复杂的程序控制器和简单的i/o设备（从站　　

）间通信，应尽可能快速又简单地完成数据的实时传输。

　　因此，pRoFibus总线存取协议，主站之间采用令牌传送方式，主站与从站之间采用主从方式。

　　（４）令牌传递程序保证每个主站在一个确切规定的时间内得到总线存取权（令牌）。

在pRoFibus中，令牌传递仅在各主站之间进行。

　　（５）主站得到总线存取令牌时可与从站通信。

每个主站均可向从站发送或读取信息。

因此，可能有以下三种系统配置：

　　①．纯主－从系统

　　②．纯主－主系统

　　③．混合系统

　　（６）以一个由３个主站．７个从站构成的pRoFibus系统为例。

３个主站之间构成令牌逻辑环。

当某主站得到令牌报文后，该主站可在一定时间内执行主站工作。

在这段时间内，它可依照主－从通讯关系表与所有从站通信，也可依照主－主通讯关系表与所有主站通信。

　　（７）在总线系统初建时，主站介质存取控制mac的任务是制定总线上的站点分配并建立逻辑环。

在总线运行期间，断电或损坏的主站必须从环中排除，新上电的主站必须加入逻辑环。

　　（８）第二层的另一重要工作任务是保证数据的可靠性。

pRoFibus第二层的数据结构格式可保证数据的高度完整性。

　　（９）pRoFibus在第二层按照非连接的模式操作，除提供点对点逻辑数据传输外，还提供多点通信，其中包括广播及选择广播功能。

　　篇三：

pRoFibus-dp通讯协议

　　2.2pRoFibus通讯协议

　　对于调速驱动装置，根据变速驱动行规，在周期型通道中传输的数据结构被定义为参数过程数据对象pp0（parameterprocessobject）[2]。

这个通道经常被称为标准通道，其中包含有用的用户数据。

可用的数据结构分为两个部分且能用报文分别传送：

过程通道pzd部分、参数通道pkw部分，具体的协议报文结构如图2所示。

　　变速驱动行规对ppo的结构、长度作了更具体的规定，常用的参数过程数据对象ppo一共有5种类型，按照可用数据有无参数通道及过程通道的数据字的多少来划分：

（1）可用数据有数据区而无参数区，有两字或六个字的过程数据，如ppo3和pp04。

（2）可用数据有参数区和数据区，且有两个字、六个字或是个字的过程数据，如ppo1、ppo2、ppo5。

常用的ppo类型如表2所示。

选用那种类型的pp0，取决于在硬件组态中的设置。

过程数据在传动系统中总是以最高优先级进行传送和处理，它主要传送传动装置的状态信息和控制信息。

参数数据运行存取传动系统的所有参数。

因而，它能够在不影响过程数据传输性能的情况下，从上一级系统调用参数值、诊断值、故障信号等。

　　pkw区说明参数数值（pkw）的数据接口处理方式。

pkw接口并非物理意义的接口，而是一种通讯机理。

这一机理确定了参数在两个通讯伙伴之间（如plc和变频器之间）的传输方式。

pkw参数区一般包含4个字。

前两个字（pke和ind）的信息是关于主站请求任务（任务识别标记id）和从站应答响应（应答识别标记id）的报文。

pkw的后两个字（pwe1和pwe2）用来读写具体的参数数值。

　　pkw参数通道的第一个字是参数标识符pke。

位0到10（pnu）包括所请求的参数号，它决定所要执行的参数读写任务访问的是数组参数中的哪一个元素。

位11（spm）是用来参数变更报告的触发位。

位12到位15（ak）包括任务标识id和应答标识id.

　　pkw参数通道的第二个字变址ind的位12到15位是参数号pnu的扩展页号，它和参数标识符基本参数号pnu共同产生完整的传动装置参数号。

变址ind的0到7位为带数组的参数寻址提供数组下标，决定访问数组参数的哪一个元素。

　　第三和第四字为参数数值（pwe）。

参数值总是以双字来传送，在ppo报文中，一次只能传送一个参数值，由pwe1（高位字）和pwe2（低位字）共同组成一个32位参数数值。

当用pwe2传送一个16位参数值，必须在dp主站中设置高位字pwe1为零。

　　利用pkw参数通道修改驱动装置参数必须遵守以下规则：

（1）一个任务或一个应答仅能涉及一个参数。

（2）主站必须重复地发送任务报文直到从从站那里得到相应的应答报文。

主站通过对应答识别id、参数号、变址下标和参数值的处理识别任务的应答。

　　（3）完成的任务必须送出一个报文，对于应答也一样。

（4）在应答报文中重复的实际值总是当前的最新值。

（5）如果在周期工作中不需要pkw参数通道的信息而只需要pzd过程通道的信息，则任务id被发布为“无任务（用0表示）”。

　　过程通道pzd区是为监测和控制调速驱动装置而设计的，在dp主站和从站中收到的pzd报文总是以最高的优先级处理，即处理pzd过程通道的优先级高于处理参数通道

　　pkw的优先级，而且pzd过程通道总是传送调速驱动装置上当前最新的有效数据。

通常dp主站给传动装置的任务报文中，第一个pzd字为控制字，第二个字为主设定值；传动装置给dp主站的响应报文中，第一个pzd字为状态字，第二个字为主实际值。