DP是目前歐洲乃至全球應用 最廣泛的總線系統，它是一種高速低成本總線，用于設備級控制系統與分散式I/O的通信。它安裝簡單，拓撲結構多樣，易于實現冗余，通信實時可靠，功能比較完善，卓越的性能使得它適用于各種工業自動化領域。
Profibus協議符合ISO/OSI的開放系統參考模型，對于本文實現的Profibus-DP來說，第一層為物理層，可以用RS-485或者光纖實現。第二層為數據鏈路層，此層的Profibus訪問協議對DP、PA、FMS均相同，這也使得DP/PA/FMS網絡區域更容易組合。第三到七層沒有加以描述。這樣的協議結構有利于數據傳輸的快速性的實現。DP總線上每段最多可以有32個站，當總線上的站數多于32時，必須使用中繼器連接各個總線的分支段。每段的頭和尾各有一個總線終端電阻。為了確保操作運行不發生誤差，兩個總線終端電阻必須永遠有電源，帶中繼器則最多可以連接到127個節點。
2、系統概述
整個系統框圖如圖1所示，它是由一個主站和兩個從站組成的。主站采用西門子的PLC來實現，從站由觸摸屏和變頻系統Profibus從站組成。
DSP 2812是作為變頻控制系統的核心處理器，它與現場DSP之間通過雙口RAM進行數據交換?，F場DSP則通過Profibus總線橋和Profibus網絡進行連接。這樣DSP就可以和現場的Profibus網絡進行數據的無縫交換：通過該網絡一方面可以讀取PLC發出的指令和調試人員或者操作人員通過觸摸屏發出的指令；另一方面可以將變頻系統的工作狀態如電流、電壓、速度給定、實際速度反饋、故障代碼等信號通過Prifibus網絡傳輸到PLC和觸摸屏中，觸摸屏以狀態指示燈、實際數據、曲線等形式進行直觀的顯示，PLC則對實時工況進行分析并給出相應的指令。

3、系統硬件實現
主站選用西門子315-2DP PLC實現，觸摸屏采用西門子的TP270進行數據的顯示和輸入，這兩部分的硬件就不再贅述，具體可以參考相關的產品手冊。
Profibus總線橋是本系統一個重要的部分，它是一個專為Profibus-DP通信功能開發的產品，其硬件原理圖如圖2所示。它本身包含一個接口CPU，為總線橋的外部硬件提供兩個端口：一個串行通訊接口TXD和RXD，一個與Profibus網絡連接的A和B。在本系統中，接口CPU主要和現場DSP進行數據交換，通過TXD和RXD分別現場DSP串口B的SCIRXDB和SCITXDB相連接?，F場DSP將雙口RAM中需要的數據讀取后通過串行通訊傳遞給接口CPU，由接口CPU將傳輸過來的數據和西門子Profibus通訊協議芯片SPC3進行數據交換。這樣，SPC3將通信得到的數據以Profibus-DP的形式發送出去，轉化成該標準接口接入到總線中去，反方向的數據傳輸與之類似。于是變頻系統將變成接入Profibus網絡上的一個節點。從而可以使我們在不需要在對Profibus數據鏈路層訪問協議充分研究的基礎上用單片機建立一個Profibus-DP從站，在短時間內便可完成變頻系統的Profibus的開發。

圖中Profibus總線采用帶終端電阻的專用Profibus-DP插頭和Profibus屏蔽雙絞線連接，由于Profibus總線橋和觸摸屏是作為Profibus總線上的兩個終端，因此這兩個終端電阻打到ON上，中間節點PLC的終端電阻則打到OFF上。
4、軟件實現
軟件部分首先是現場DSP對Profibus總線橋進行初始化，初始化完成后立即進入Profibus總線橋和現場DSP數據交換的無限循環，進而進行DSP 2812和PLC、觸摸屏之間數據通訊。
圖3是Profibus總線橋軟件設計流程圖。由于Profibus總線橋的異步串口波特率可自動適應接入設備的5種波特率（9.6、19.2、38.4、57.4、115.2kb/s），故Profibus總線橋進行初始化時，現場DSP必須向Profibus總線橋連續發送5次初始化報文，用來測試接入設備的波特率，如圖5下面一行顯示的前5次數據。初始化報文的格式是根據Profibus總線橋的規定形成的，依次是站號、ID號、I/O配置數據長度、I/O配置數據、接收數據長度、發送數據長度、用戶參數長度、波特率測試數據以及校驗和。Profibus總線橋接收到現場DSP發送的5次初始化報文后對其進行分析，并根據接收的報文回答現場DSP，回答報文主要包括以下幾個方面的信息：測試到的波特率號，初始化報文錯誤號和初始化成功標志（或錯誤標志）。如圖5上面一行第一個報文所示?，F場DSP在接收到Profibus總線橋回答的報文后同樣對回答報文進行分析，如果回答報文說明初始化成功則立即轉入數據交換中。如果不成功則分析初始化失敗原因并顯示相應的錯誤代號，可以通過相應的錯誤代號進行修改并最終實現初始化。

Profibus總線橋初始化成功后立即進入數據交換狀態，如圖5所示?，F場DSP在接收到接口DSP的數據后將數據寫入到雙口RAM中指定的存儲區域，DSP 2812從該存儲區讀出相應的數據進行處理。對于現場要顯示的數據，由DSP 2812寫入到雙口RAM相應的存儲區域，然后現場DSP讀出存儲區域的數據交給Profibus總線橋處理，最后由觸摸屏顯示出來，如圖4所示 。進入數據交換狀態后可以實時對修改參數并交給控制器處理，同時也可以將控制器設置的參數實時顯示出來，從而極大地方便了生產現場的調試工作。

對于觸摸屏的我們采用西門子的組態軟件Protool進行組態，設計界面包括：主界面、電及參數界面和調試界面三個部分組成。主界面用于設定變頻系統的工作狀態，如電流、電壓、速度給定、實際速度反饋、故障代碼等信號；電機參數界面用于設定電機的相關參數，調試界面則是調試時輸入的相關參數，如電流、電壓調節器的相關參數等。圖6是用Protool組態的主界面圖。

5、結論
通過現場的應用表明，基于單片機的變頻系統Profibus通訊方案，現場DSP負責從現場采集信號并傳送主站指令到現場執行設備，從站與西門CPU315-2DP主站相互配合可以降低系統調試和布線難度，縮短開發周期，有利于提高產品的數字化程度，也有利于與其它具有PROFIBUS-DP接口的設備進行方便的連接，提高產品的通用性。