湖北西门子S7-1200PLC模块代理（欢迎您）

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PROFIBUS-DP的主要特点

    *控制器（主站）周期性地读取从设备（从站）的输入信息，并周期性地向从站发送输出信息，总线循环时间必须比*控制器的程序循环时间短，在很多应用场合，程序循环时间约为10ms。除周期性用户数据传输外，PROFIBUS-DP还提供强有力的组态和配置功能，数据通信是由主站和从站进行监控的。PROFIBUS-DP的主要特点有以下几点。

    ①传输技术可用RS485双绞线、双线电缆或光缆。波特率从9.6Kb/s到12Mb/s。

    ②总线存取方式为：各主站间为令牌传送，主站与从站间为主一从传送，它支持单主或多主站系统，总线上主、从站多为126点。

    ③通信方式：用户数据传送采用点对点方式，控制指令可用广播方式。它同时支持循环主一从用户数据传送和非循环主一从用户数据传送。

    ④诊断功能：经过扩展的PROFIBUS-DP诊断功能是对故障进行快速定位，诊断信息在总体上传输并由主站收集，这些诊断信息分为3类：本站诊断操作，即本站设备的一般操作状态，如温度过高、电压过低；模块诊断操作，即一个站点的某一个I/O模块出现故障，如8位的输出模块；通道诊断操作，表示一个单独的I/O位的故障，如输出通道7短路。

    ⑤可靠性和保护机制：所有信息的传输在海明距离HD=4进行，DP从站带看门狗定时器，其I／O有存取保护，DP主站上带可变定时器的用户数据传送监视。

PROFIBUS-PA的网络拓扑结构可以有多种形式，可以实现树形、总线型或其组合结构，如图6-39所示为树形结构。树形结构是典型的现场安装技术，多路分配器负责连接现场设备与主干总线，所有连接在现场总线上的设备通过多路分配器进行并行切换。

图6-39  树形结构的PROFIBUS-PA

图6-40为总线型结构。总线型结构提供了与供电电路安装类似的沿现场总线电缆的连接点，现场总线电缆可通过现场设备连接成回路，其分支线也可连接一个或多个现场设备。

图6-40  总线型结构的PROFIBUS-PA

    基于IEC1158-2传输技术总线段与基于RS-485传输技术总线段可以通过DP/PA耦合器或连接器相连，耦合器使RS-485信号和IEC1158-2信号相适配。电源设备经总线为现场设备供电，这种供电方式可以限制EC1158-2总线段上的电流和电压。

如果需要外接电源设备，则需设置适当的隔离装置，将总线供电设备与外接电源设备连接在本质安全总线上，如图6-41所示。

    为了增加系统的可靠性，可以设计冗余的总线段。利用总线中继器可以扩展总线站数，

总站数多126个，中继器多4台。

PROFIBUS系统是一个两端有有源终端器的线性总线结构，也称为RS-485总线段，在一个总线段上多可连接32个RS-485站（主站或从站）。例如，图6-37所示为一个典型的PROFIBUS-DP系统，它包括一个主站(PLC/PC)，从站为各种外围设备，如分布式I/O、AC或DC驱动器、电磁阀或气动阀及人机界面(HMI)。

图6-37  PROFIBUS-DP单主站系统

    当需要连接的站超过32个时，必须将PROFIBUS系统分成若干个总线段，使用中继器连接各个总线段。中继器也称为线路放大器，用于放大传输信号的电平。按照EN50170标准，在中继器传输信号中不实现位相的时间再生（信号再生），这样就会存在位信号的失真和延迟，因此EN50170标准限定串联的中继器不能超过3个。但实际上，某些中继器线路已经实现了信号再生。

中继器也是一个负载，因此在一个总线段内，中继器也计数为一个站，可运行的多总线站数就减少一个。即如果一个总线段包括一个中继器，则在此总线段上可运行的总线站数为31。但是中继器并不占用逻辑的总线地址。如果PROFIBUS总线要覆盖更长的距离，中间可建立连接段，连接段内不连接任何站，如图6-38所示。

图6-38  由中继器构成的总线系统

另外，中继器还可以用于实现“树形”和“星形”总线结构。此外也可以是浮地的结构，在这种结构中，总线段彼此隔离，必须使用一个中继器和一个不接地的24V电源。

现场总线系统的应用在较大程度上取决于采用哪种传输技术，选择传输技术时，既要考虑传输的基本要求（如拓扑结构、传输速率、传输距离和传输的可靠性等），还要考虑简便和成本的因素。在过程自动化的应用中，数据和电源还必须在同一根电缆上传送，以满足本质安全的要求等。单一的传输技术不可能满足以上所有要求，因此PROFIBUS物理层协议提供了三种数据传输标准：DP/FMS的RS—485传输；DP/FMS的光纤传输和PA的IEC1158-2传输。

    ①DP/FMS的RS-485传输

    RS-485是PROFIBUS常用的一种（通常称为H2），采用屏蔽或非屏蔽的双绞铜线电缆，适用于需要高速传输和设施简单而又便宜的各个领域。总线段的两端各有一个终端器（有源的终端电阻）。不带转发器每段32个站，带转发器多可达127个站。传输速率从9.6Kb/s～12Mb/s可选，所选用的传输速率适用于连接到总线（段）上的所有设备。段的大长度与波特率有关。

    ②DP/FMS的光纤传输

在电磁干扰很大的环境下应用PROFIBUS系统时，可使用光纤导体增加总线长度及数据传输率，以满足远距离分布系统的需要。目前玻璃光纤能处理的连接距离远到15km，而塑料光纤可达到80m。许多厂商提供的总线插头可将RS-485信号转换成光纤信号或将光纤信号转换成RS-485信号，这样就为在同一系统上使用RS-485和光纤传输技术提供了一套开关控制十分方便的方法。

    ③用于PA的IEC1158-2传输

    PROFIBUS-PA采用符合IEC115 8-2标准的传输技术。这种技术确保本质安全并通过总线直接给现场设备供电。数据采用位同步，曼彻斯特编码协议（通常称为Hl）。传输速率为31.25Kb/s，传输介质是屏蔽／非屏蔽双绞线、总线段的两端用一个无源的RC线终端器来终止，在一个PA总线段上多可连接32个站。大的总线段长度在很大程度上取决于供电装置、导线类型和所连接站的电流消耗。

    如果采用段耦合器，可适配IEC1158-2和RS-485信号（主要是传输速率和信号电压的匹配），从而将采用RS-485传输技术的总线段和采用IEC1158-2传输技术的总线段连接在一起。因此，可在同一套系统中使用RS-485传输技术和光纤传输技术。这样，这三种不同的传输技术可以通过一定的手段混合使用.

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