2.3 PROFIBUS-DP

    PROFIBUS-DP用于現場層的高速數據傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發送輸出信息?？偩€循環時間必須要比主站（PLC）程序循環時間短。除周期性用戶數據傳輸外，PROFIBUS-DP還提供智能化現場設備所需的非周期性通信以進行組態、診斷和報警處理。

2.3.1 PROFIBUS-DP的基本功能

    (1) 傳輸技術：RS-485雙絞線、雙線電纜或光纜。波特率從9.6Kbit/s到12Mbit/s。

    (2) 總線存?。焊髦髡鹃g令牌傳遞，主站與從站間為主-從傳送。支持單主或多主系統?？偩€上最多站點（主-從設備）數為126。

    (3) 通信：點對點（用戶數據傳送）或廣播（控制指令）。循環主-從用戶數據傳送和非循環主-主數據傳送。

    (4) 運行模式：運行、清除、停止。

    (5) 同步：控制指令允許輸入和輸出同步。同步模式：輸出同步；鎖定模式：輸入同步。

    (6) 功能：DP主站和DP從站間的循環用戶數據傳送。各DP從站的動態激活和可激活。DP從站組態的檢查。強大的診斷功能，三級診斷信息。輸入或輸出的同步。通過總線給DP從站賦予地址。通過總線對DP主站（DPM1）進行配置。每DP從站的輸入和輸出數據最大為246字節。

    (7) 可靠性和保護機制：所有信息的傳輸按海明距離HD=4進行。DP從站帶看門狗定時器（Watchdog Timer）。對DP從站的輸入/輸出進行存取保護。DP主站上帶可變定時器的用戶數據傳送監視。

    (8) 設備類型：第二類DP主站（DPM2）是可進行編程、組態、診斷的設備。第一類DP主站（DPM1）是中央可編程序控制器，如PLC、PC等。DP從站是帶二進制值或模擬量輸入輸出的驅動器、閥門等。

2.3.1.1 PROFIBUS-DP基本特征

    (1) 速率：在一個有著32個站點的分布系統中，PROFIBUS-DP對所有站點傳送512 bit/s輸入和512 bit/s輸出，在12M bit/s時只需1毫秒。

    (2) 診斷功能：經過擴展的PROFIBUS-DP診斷能能對故障進行快速定位。診斷信息在總線上傳輸并由主站采集。診斷信息分三級：

        · 本站診斷操作：本站設備的一般操作狀態，如溫度過高、壓力過低。

        · 模塊診斷操作：一個站點的某具體I/O模塊故障。

        · 通道診斷操作：一個單獨輸入/輸出位的故障。

2.3.1.2 PROFIBUS-DP系統配置和設備類型

    PROFIBUS-DP允許構成單主站或多主站系統。在同一總線上最多可連接126個站點。系統配置的描述包括：站數、站地址、輸入/輸出地址、輸入/輸出數據格式、診斷信息格式及所使用的總線參數。每個PROFIBUS-DP系統可包括以下三種不同類型設備：

   (1) 一級DP主站（DPM1）：一級DP主站是中央控制器，它在預定的信息周期內與分散的站（如DP從站）交換信息。典型的DPM1如PLC或PC。

   (2) 二級DP主站（DPM2）：二級DP主站是編程器、組態設備或操作面板，在DP系統組態操作時使用，完成系統操作和監視目的。

   (3) DP從站：DP從站是進行輸入和輸出信息采集和發送的外圍設備（I/O設備、驅動器、HMI、閥門等）。

   (4) 單主站系統：在總線系統的運行階段，只有一個活動主站。如圖2-5所示：

    (2) 多主站系統：總線上連有多個主站。這些主站與各自從站構成相互獨立的子系統。每個子系統包括一個DPM1、指定的若干從站及可能的DPM2設備。任何一個主站均可讀取DP從站的輸入/輸出映象，但只有一個DP主站允許對DP從站寫入數據。如圖2-6所示：

 

2.3.1.3 系統行為

   系統行為主要取決于DPM1的操作狀態，這些狀態由本地或總線的配置設備所控制。主要有以下三種狀態：

     · 停止：在這種狀態下，DPM1和DP從站之間沒有數據傳輸。

     · 清除：在這種狀態下，DPM1讀取DP從站的輸入信息并使輸出信息保持在故障安全狀態。

     · 運行：在這種狀態下，DPM1處于數據傳輸階段，循環數據通信時，DPM1從DP從站讀取輸入信息并向從站寫入輸出信息。

    (1) DPM1設備在一個預先設定的時間間隔內，以有選擇的廣播方式將其本地狀態周期性地發送到每一個有關的DP從站。如圖2-6所示。

    (2) 如果在DPM1的數據傳輸階段中發生錯誤，DPM1將所有有關的DP從站的輸出數據立即轉入清除狀態，而DP從站將不在發送用戶數據。在次之后，DPM1轉入清除狀態。

 

 

 

2.3.1.4 DPM1和DP從站間的循環數據傳輸
     DPM1和相關DP從站之間的用戶數據傳輸是由DPM1按照確定的遞歸順序自動進行。在對總線系統進行組態時，用戶對DP從站與DPM1的關系作出規定，確定哪些DP從站被納入信息交換的循環周期，哪些被排斥在外。
     DPM1和DP從站間的數據傳送分三個階段：參數設定、組態、數據交換。在參數設定階段，每個從站將自己的實際組態數據與從DPM1接受到的組態數據進行比較。只有當實際數據與所需的組態數據相匹配時，DP從站才進入用戶數據傳輸階段。因此，設備類型、數據格式、長度以及輸入輸出數量必須與實際組態一致。
2.3.1.5 DPM1和系統組態設備間的循環數據傳輸
     除主-從功能外，PROFIBUS-DP允許主-主之間的數據通信，這些功能使組態和診斷設備通過總線對系統進行組態。

2.3.1.6 同步和鎖定模式
     除DPM1設備自動執行的用戶數據循環傳輸外，DP主站設備也可向單獨的DP從站、一組從站或全體從站同時發送控制命令。這些命令通過有選擇的廣播命令發送的。使用這一功能將打開DP從站的同步及鎖定模式，用于DP從站的事件控制同步。
主站發送同步命令后，所選的從站進入同步模式。在這種模式中，所編址的從站輸出數據鎖定在當前狀態下。在這之后的用戶數據傳輸周期中，從站存儲接收到輸出的數據，但它的輸出狀態保持不變；當接收到下一同步命令時，所存儲的輸出數據才發送到外圍設備上。用戶可通過非同步命令退出同步模式。
     鎖定控制命令使得編址的從站進入鎖定模式。鎖定模式將從站的輸入數據鎖定在當前狀態下，直到主站發送下一個鎖定命令時才可以更新。用戶可以通過非鎖定命令退出鎖定模式。

2.3.1.7 保護機制
     對DP主站DPM1使用數據控制定時器對從站的數據傳輸進行監視。每個從站都采用獨立的控制定時器。在規定的監視間隔時間中，如數據傳輸發生差錯，定時器就會超時。一旦發生超時，用戶就會得到這個信息。如果錯誤自動反應功能"使能"，DPM1將脫離操作狀態，并將所有關聯從站的輸出置于故障安全狀態，并進入清除狀態。
     對DP從站使用看門狗控制器檢測主站和傳輸線路故障。如果在一定的時間間隔內發現沒有主機的數據通信，從站自動將輸出進入故障安全狀態。