海南省儋州市西门子办事处---华南Siemens(授权)总代理

1、概述

profibus – dp的dp即decentralizedperiphery，是一种计算机电子元件。它具有高速低成本，用于设备级控制系统与分散式i/o的通信。它与profibus－pa（processautomation ）、profibus-fms (fieldbus message specification)共同组成了profibus标准。

2、基本信息

行规

profibus–dp协议明确规定了用户数据怎样在总线各站之间传递，但用户数据的含义是在profibus行规中具体说明的。另外，行规还具体规定了profibus－dp如何用于应用领域。使用行规可使不同厂商所生产的不同设备互换使用，而工厂操作人员毋须关心两者之间的差异。因为与应用有关的含义在行规中均作了jingque的规定说明。下面是profibus－dp行规，括弧中数字是文件编号：（1）nc/rc行规（3.052）（2） 编码器行规（3.062）（3）变速传动行规（3.071）（4） 操作员控制和过程监视行规（hmi）

传输距离

profibus的传输速率为9.6k～12mbps，大传输距离在9.6k~187.5kbps时为1000m，500kbps时为400m，1500kbps时为200m，3000k~12000kbps时为100m，可用中继器延长至10km。其传输介质可以是双绞线，也可以是光缆，多可挂接127个站点。profibus是作为德国国家标准din 19245和欧洲标准pren50170的现场总线。iso/osi模型也是它的参考模型。由profibus -dp、profibus-fms、profibus-pa组成了profibus系列。dp型用于分散外设间的高速传输，适合于加工自动化领域的应用。fms意为现场信息规范，适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等一般自动化，而pa则是用于过程自动化的总线类型，它遵从iec1158-2标准。该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的。它采用了osi模型的物理层、数据链路层，由这两部分形成了其标准第一部分的子集，dp型隐去了3～7层，而增加了直接数据连接拟合作为用户接口，fms型只隐去第3～6层，采用了应用层，作为标准的第二部分。pa型的标准如今还处于制定过程之中，其传输技术遵从iec1158-2(1 )标准，可实现总线供电与本质安全防爆。profibus支持主-从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式。主站具有对总线的控制权，可主动发送信息。对多主站系统来说，主站之间采用令牌方式传递信息，得到令牌的站点可在一个事先规定的时间内拥有总线控制权，共事先规定好令牌在各主站中循环一周的长时间。按profibus的通信规范，令牌在主站之间按地址编号顺序，沿上行方向进行传递。主站在得到控制权时，可以按主—从方式，向从站发送或索取信息，实现点对点通信。主站可采取对所有站点广播(不要求应答),或有选择地向一组站点广播。

扩展功能

dp扩展功能是对dp基本功能的补充，与dp基本功能兼容。（1）dpm1与dp从站间非循环的数据传输。（2） 带ddlm读和ddlm写的非循环读/写功能，可读写从站任何希望数据。（3）报警响应，dp基本功能允许dp从站用诊断信息向主站自发地传输事件，而新增的ddlm－alam－ack功能被用来直接响应从dp从站上接收的报警数据。（4）dpm2与从站间的非循环的数据传输。

数据文件

为了将不同厂家生产的profibus产品集成在一起，生产厂家必须以gsd文件（电子设备数据库文件）方式将这些产品的功能参数（如i/o点数．诊断信息．波特率．时间监视等）储存起来。标准的gsd数据将通信扩大到操作员控制级。使用根据gsd所作的组态工具可将不同厂商生产的设备集成在同一总线系统中。gsd文件可分为三个部分：（1）总规范：包括了生产厂商和设备名称．硬件和软件版本．波特率．监视时间间隔．总线插头指定信号。（2）与dp有关的规范：包括适用于主站的各项参数，如允许从站个数．上装/下装能力。（3）与dp从站有关的规范：包括了与从站有关的一切规范，如输入/输出通道数．类型．诊断数据等。3 gsd文件格式gsd文件是ascii文件．可以用任何一种ascii编辑嚣编辑如计事本、ultraedit等，也可使用profibus用户组织提供的编辑程序gsdedit。gsd文件是由若干行组成，每行都用一个关键字开头，包括关键字及参数(无符号数或字符串)两部分。gsd文件中的关键字可以是标准关键字(在profibus标准中定义)或自定义关键字。标准关键字可以被profibus的任何组态工具所识别，而自定义关键字只能被特定的组态工具识别。一个gsd文件的例子如下。#profibus dp ；dp设备的gsd文件均以此关键存在gsd revision=1 ；gsd文件版本vendorname="meglev" ；设备制造商model name="dp slave" ；产品名称revision="version 01" ；产品版本revisionnumber=01 ；产品版本号(可选)idemnumber=0x01 ；产品识别号protocoi ident=0 ；协议类型（表示dp）stationtype=0 ；站类型(0表示从站)fms supp=0 ；不支持fms．纯dp从站hardware realease="hw1.0" ；硬件版本soltware realease="swl.0" ；软件版本9.6 supp=1 ；支持9.6kbps波特率19.2 supp=l ；支持19.2kbps波特率maxtsdr 9.6=60 ；9.6kbps时大延迟时间maxtsdrl9.2=60 ；19.2kbps时大延迟时间repeaterctrl sig=0 ；不提供rts信号24vpins=0 ；不提供24v电压implementation type="spc3" ；采用的解决方案freezemode supp=0 ；不支持锁定模式syncmode supp=0 ；不支持同步模式autobaud supp=l ；支持自动波特率检测set slaveadd supp=0 ；不支持改变从站地址fail safe=0 ；故障安全模式类型maxuser prmdatalen=0 ；大用户参数数据长度(0-237)usel prmdatalen=0 ；用户参数长度min slave imervall=22 ；小从站响应循环间隔modular station=l ；是否为模块站maxmodule=l ；从站大模块数maxinput len=8 ；大输入数据长度maxoutput len=8 ；大输出数据长度maxdata len=16 ；大数据的长度(输入输出之和)maxdiagdata len=6 ；大诊断数据长度(6～244)slavefamily=3 ；从站类型module=“modulel”0x23，0x13；；模块1，输入输出各4字节endmodulemodule="module2"0x27，0x17；；模块2．输入输出各8字节endmodule3、作用用于现场层的高速数据传送。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比主站（plc）程序循环时间短。除周期性用户数据传输外，profibus-dp还提供智能化设备所需的非周期性通信以进行组态．诊断和报警处理。①传输技术：rs－485双绞线．双线电缆或光缆。波特率从9.6k bit/s到12m bit/s。②总线存取：各主站间令牌传递，主站与从站间为主－从传送。支持单主或多主系统。总线上多站点（主－从设备）数为126。profibus的理论地址范围：0~127（127为广播地址）。多可用32个主站，总的站数可达127个（多主）。③通信：点对点（用户数据传送）或广播（控制指令）。循环主－从用户数据传送和非循环主－主数据传送。④运行模式：运行．清除．停止。⑤同步：控制指令允许输入和输出同步。同步模式：输出同步；锁定模式：输入同步。⑥功能：dp主站和dp从站间的循环用户有数据传送。各dp从站的动态激活和可激活。dp从站组态的检查。强大的诊断功能，三级诊断诊断信息。输入或输出的同步。通过总线给dp从站赋予地址。通过部线对dp主站（dpm1）进行配置，每dp从站的输入和输出数据大为244字节。⑦可靠性和保护机制：所有信息的传输按海明距离hd=4进行。dp从站带看门狗定时器（watchdogtimer）。对dp从站的输入/输出进行存取保护。dp主站上带可变定时器的用户数据传送监视。⑧设备类型：第二类dp主站（dpm2）是可进行编程．组态．诊断的设备。第一类dp主站（dpm1）是中央可编程控制器，如plc．pc等。dp从站是带二进制值或模拟量输入输出的驱动器．阀门等；同时也可以是智能从站，即从站支持可编程，一般智能从站即另外一个plc主机。

速率诊断

①速率：在一个有着32个站点的分布系统中，profibus-dp对所有站点传送512 bit/s输入和512bit/s输出，在12mbit/s时只需1毫秒。②诊断功能：经过扩展的profibus-dp诊断能对故障进行快速定位。诊断信息在总线上传输并由主站采集。诊断信息分三级：·本站诊断操作：本站设备的一般操作状态，如温度过高．压力过低。·模块诊断操作：一个站点的某具体i/o模块故障。·通过诊断操作：一个单独输入/输出位的故障。

构成系统

profibus-dp允许构成单主站或多主站系统。在同一总线上多可连接126个站点。系统配置的描述包括：站数．站地址．输入/输出地址．输入/输出数据格式．诊断信息格式及所使用的总线参数。每个profibus-dp系统可包括以下三种不同类型设备：①一级dp主站（dpm1）：一级dp主站是中央控制器，它在预定的周期内与分散的站（如dp从站）交换信息。典型的dpm1如plc或pc。②二级dp主站（dpm2）：二级dp主站是编程器．组态设备或操作面板，在dp系统组态操作时使用，完成系统操作和监视目的。③dp从站：dp从站是进行输入和输出信息采集和发送的外围设备（i/o设备．驱动器．hmi．阀门等）。④单主站系统：在总线系统的运行阶段，只有一个活动主站。⑤多主站系统：总线上连有多个主站。这些主站与各自从站构成相互独立的子系统。每个子系统包括一个dpmi．指定的若干从站及可能的dpm2设备。任何一个主站均可读取dp从站的输入/输出映象，但只有一个dp主站允许对dp从站写入数据。

系统行为

系统行为主要取决于dpm1的操作状态，这此状态由本地或总线的配置设备所控制。主要有以下三种状态：·停止：在这种状态下，dpm1和dp从站之间没有数据传输。·清除：在这种状态下，dpm1读取dp从站的输入信息并使输出信息保持在故障安全状态。·运行：在这种状态下，dpm1处于数据传输阶段，循环数据通信时，dpm1从dp站读取输入信息并向从站写入输出信息。①dpm1设备在一个预先设定的时间间隔内，以有选择的广播方式将其本地状态周期性地发送到每一个有关的dp从站。②如果在dpm1的数据传输阶段中发生错误，dpm1将所有有关的dp从站的输出数据立即转入清除状态，而dp从站将不在发送用户数据。在次之后,dpm1转入清除状态。

循环数据

dpm1和相关dp从站之间的用户数据传输是由dpm1按照确定的递归顺序自动进行。在对总线系统进行组态时，用户对dp从站与dpm1的关系作出规定，确定哪些dp从站被纳入信息交换的循环周期，哪些被排斥在外。dmp1和dp从站之间的数据传送分三个阶段：参数设定．组态．数据交换。在参数设定阶段，每个从站将自己的实际组态数据与从dpm1接受到的组态数据进行比较。只有当实际数据与所需的组态数据相匹配时，dp从站才进入用户数据传输阶段。因此，设备类型．数据格式．长度以及输入输出数量必须与实际组态一致。

组态设备

除主－从功能外，profibus－dp允许主－主之间的数据通信，这些功能使组态和诊断设备通过总线对系统进行组态。

锁定模式

除dpm1设备自动执行的用户数据循环传输外，dp主站设备也可向单独的dp从站．一组从站或全体从站同时发送控制命令。这些命令通过有选择的广播命令发送的。使用这一功能将打开dp从站的同步及锁定模式，用于dp从站的事件控制同步。主站发送同步命令后，所选的从站进入同步模式。在这种模式中，所编址的从站输出数据锁定在当前状态下。在这之后的用户数据传输周期中，从站存储接收到输出的数据，但它的输出状态保持不变；当接收到下一同步命令时，所存储的输出数据才发送到外围设备上。用户可通过非同步命令退出同步模式。锁定控制命令使得编址的从站进入锁定模式。锁定模式将从站的输入数据锁定在当前状态下，直到主站发送下一个锁定命令时才可以更新。用户可以通过非锁定命令退出锁定模式。

保护机制

对dp主站dpm1使用数据控制定时器对从站的数据传输进行监视。每个从站都采用独立的控制定时器。在规定的监视间隔时间中，如数据传输发生差错，定时器就会超时。一旦发生超时，用户就会得到这个信息。如果错误自动反应功能“使能”，dpm1将脱离操作状态，并将所有关联从站的输出置于故障安全状态，并进入清除状态