profibus-PA协议
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PROFIBUS中PA协议版详细介绍及应用资料讲解
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19
6.5 DP-V1报文详解
● PROFIBUS-PA 及DP-V1
2. 组态报文
该报文和上一章的组态报文一样，但DP-V1中的组态报 文中的DU部分肯定是属于特殊模块组态那一类的。它 的不同体现在制造商特殊数据部分。在DP-V1中，因为 涉及到过程控制中模拟量的处理，所以制造商特殊数据 字节用来进一步说明该模块输入、输出或输入/输出的 性质，该字节中数值不同代表的I/O性质不同。要注意 ，若为输入/输出时，其次序是先输出，后输入，请参 考上一章该部分讲解。
6
6.4 PA的行规
● PROFIBUS-PA 及DP-V1
1. 概述
行规及行规的作用 独立于任何制造商 互换性和互操作性 定义了具体的一类设备的性能、参数规范等
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6.4 PA的行规
● PROFIBUS-PA 及DP-V1
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6.4 PA的行规
● PROFIBUS-PA 及DP-V1
5. PA的数据表示 大部分参数用32位浮点数表示 再加上一个字节的“状态信息”，来表示参数值的质量。
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本章内容
● PROFIBUS-PA 及DP-V1
1. PROFIBUS-PA概述 2. PA的通信协议 3. PA的系统结构 4. PROFIBUS-PA的行规 5. DP-V1报文详解 6. PROFIBUS-PA的现场安装 7. 现场总线本质安全概念（FISCO） 8. FDT/DTM技术及其应用 9. PROFIBUS-PA简单系统应用举例
DP、PA协议介绍
使用耦合器的编址
17
2 45.45Kbps
PROFIBUS DP
Coupler
3 4
PROFIBUS PA
31.25Kbps
5
6
7
使用链接器的编址
18
2 PROFIBUS DP
5 12Mbps
3
Link
4
Link
6
PROFIBUS PA 31.25Kbps
PROFIBUS PA
3
4
5
3
4
5
现场总线设备集成技术
每段线缆长度可达1900米（非本安） 使用屏蔽双绞线
PROFIBUS PA网络拓扑
15
A: 树形
B: 线形
C: 线和树 D: 线、树和中继器
Profibus PA的网络安装规则
16
线形和树形结合
PA耦合器和 总线电源
树形拓扑
主干线缆
分支线缆
Non-Ex
Number of
devices on bus
传输速率： 9.6Kbit/sec~12Mbit/sec PROFIBUS RS485的传输方式以半双工、异步、无间隙同步为基础进行数据交换。 数据帧11位。 PROFIBUS物理层支持光纤通信 可以连接远程I/O、执行机构、智能马达控制器、人机界面HMI、阀门定位器、变 频器等智能设备
5V
0V
390Ohm 220Ohm 390Ohm
屏蔽双绞电缆
135 ... 165
110 / km
0.64 mm > 0.34 mm < 30 pF / m
PROFIBUS DP终端电阻要求
第一个站 VP B A DGND
第6章PROFIBUS-PA
PA使用FISCO模式，使得本质安全网络得以延伸；
由于使用了GSD、EDDL、FDT/DTM，PA方便了设备的 管理，并奠定了优化资源管理的基础。
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4
6.1 PROFIBUS-PA概述
3. 过程控制使用PA的好处
投资可以得到保护
高品质的服务
优化资源管理
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6.2 PA的通信协议
1. PROFIBUS的通信协议模型 让我们再回顾一下PROFIBUS的通信协议模型
● PROFIBUS-PA 及DP-V1
实现功能
系统安全保证
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6.2 PA的通信协议
4. DP-V1的组成
● PROFIBUS-PA 及DP-V1
它是DP-V0的扩展版本。PI对PROFIBUS所有扩展的最根本的要求就是必须 保证新版本向下的兼容性，所以当具有更强的扩展功能的PROFIBUS设备工 作在基本的DP系统中时不会发生任何问题。为了能使用DP的扩展功能，要 求DP主站和相应的从站必须支持DP-V1功能。 DP-V1包括循环数据交换和专为过程控制而设计的非循环数据交换，非循环 数据主要指过程参数的上下限和报警范围，以及制造商的一些特殊数据。这 些数据的交换对实时性的要求不是很高，所以某个数据的交换不一定在同一 个总线循环周期内完成。 典型的DP-V1的总线循环周期如下图所示
PROFIBUS中PA协议版详细介绍及应用资料讲解
统总的电流损耗量而定。
电缆长度 最长可达1900m，在危险区域最长可达1000m。 中继器 最多可扩展至4台，使用中继器可使电缆距离延伸到10km。
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3
6.2 PA的通信协议
● PROFIBUS-PA 及DP-V1
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6.4 PA的行规
3. PA行规中的信号链
设备中过程控制变量的处理过程如图所示 信号链的划分分两个子过程
“测量/执行”（校准、线性化、定标换算 ）的功能在变送块中； “预处理测量值/后处理设置”（筛选、限 定值控制、故障安全行为、运行模式选择） 的功能在功能块中。
● PROFIBUS-PA 及DP-V1
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6.4 PA的行规
● PROFIBUS-PA 及DP-V1
4. PA设备中的数据 PA中的数据分循环数据和非循环数据 循环数据的交换使用MS0通信； 非循环数据的交换使用MS1（DPM1和从站之间）或MS2（DPM2和从站之间）通信 。
本章内容
● PROFIBUS-PA 及DP-V1
1. PROFIBUS-PA概述 2. PA的通信协议 3. PA的系统结构 4. PROFIBUS-PA的行规 5. DP-V1报文详解 6. PROFIBUS-PA的现场安装 7. 现场总线本质安全概念（FISCO） 8. FDT/DTM技术及其应用 9. PROFIBUS-PA简单系统应用举例
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电缆长度 最长可达1900m，在危险区域最长可达1000m。 中继器 最多可扩展至4台，使用中继器可使电缆距离延伸到10km。
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6.2 PA的通信协议
● PROFIBUS-PA 及DP-V1
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6.4 PA的行规
3. PA行规中的信号链
设备中过程控制变量的处理过程如图所示 信号链的划分分两个子过程
“测量/执行”（校准、线性化、定标换算 ）的功能在变送块中； “预处理测量值/后处理设置”（筛选、限 定值控制、故障安全行为、运行模式选择） 的功能在功能块中。
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6.4 PA的行规
● PROFIBUS-PA 及DP-V1
4. PA设备中的数据 PA中的数据分循环数据和非循环数据 循环数据的交换使用MS0通信； 非循环数据的交换使用MS1（DPM1和从站之间）或MS2（DPM2和从站之间）通信 。
本章内容
● PROFIBUS-PA 及DP-V1
1. PROFIBUS-PA概述 2. PA的通信协议 3. PA的系统结构 4. PROFIBUS-PA的行规 5. DP-V1报文详解 6. PROFIBUS-PA的现场安装 7. 现场总线本质安全概念（FISCO） 8. FDT/DTM技术及其应用 9. PROFIBUS-PA简单系统应用举例
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第6章PROFIBUS PA
连接器
安装在网络的末端，用于吸收信号反射，提 高通信质量。
终端电阻
实现不同设备之间的物理连接，确保数据传 输的可靠性。
光纤转换器
在需要长距离、高速率或电磁干扰较大的场 合，可将PROFIBUS PA信号转换为光纤信号 进行传输。
04
PROFIBUS PA通信过程
数据传输过程
数据帧格式
01
PROFIBUS PA采用特定的数据帧格式进行通信，包括起始符、
能力和低的误码率。
03
通信速率与距离
PROFIBUS PA支持多种通信速率，最高可达12Mbps，通信距离可达
数千米，满足工业现场长距离、高速通信的需求。
PROFIBUS PA传输介质
传输介质类型
PROFIBUS PA支持多种传输介质，包括双绞线、光纤和无线等，可根据实际需 求选择合适的传输介质。
PROFIBUS PA发展历程
1980年代末期，德国开始研发PROFIBUS技术，并在1990 年代初推出PROFIBUS DP（Decentralized Periphery） 标准，用于工厂自动化领域。
随着过程工业对通信需求的不断提高，PROFIBUS国际组 织（PI）在1990年代末期开始研发PROFIBUS PA标准， 并于2000年代初正式发布。
01
石油和天然气工业
PROFIBUS PA可用于石油和天 然气开采、运输、加工和储存等 环节中的自动化控制系统。
02
03
电力和能源工业
PROFIBUS PA可用于电力和能 源系统中的自动化控制，如发电 机组控制、变电站自动化、能源 管理和分布式能源等。
04
02
PROFIBUS PA技术原理
PROFIBUS PA通信协议
安装在网络的末端，用于吸收信号反射，提 高通信质量。
终端电阻
实现不同设备之间的物理连接，确保数据传 输的可靠性。
光纤转换器
在需要长距离、高速率或电磁干扰较大的场 合，可将PROFIBUS PA信号转换为光纤信号 进行传输。
04
PROFIBUS PA通信过程
数据传输过程
数据帧格式
01
PROFIBUS PA采用特定的数据帧格式进行通信，包括起始符、
能力和低的误码率。
03
通信速率与距离
PROFIBUS PA支持多种通信速率，最高可达12Mbps，通信距离可达
数千米，满足工业现场长距离、高速通信的需求。
PROFIBUS PA传输介质
传输介质类型
PROFIBUS PA支持多种传输介质，包括双绞线、光纤和无线等，可根据实际需 求选择合适的传输介质。
PROFIBUS PA发展历程
1980年代末期，德国开始研发PROFIBUS技术，并在1990 年代初推出PROFIBUS DP（Decentralized Periphery） 标准，用于工厂自动化领域。
随着过程工业对通信需求的不断提高，PROFIBUS国际组 织（PI）在1990年代末期开始研发PROFIBUS PA标准， 并于2000年代初正式发布。
01
石油和天然气工业
PROFIBUS PA可用于石油和天 然气开采、运输、加工和储存等 环节中的自动化控制系统。
02
03
电力和能源工业
PROFIBUS PA可用于电力和能 源系统中的自动化控制，如发电 机组控制、变电站自动化、能源 管理和分布式能源等。
04
02
PROFIBUS PA技术原理
PROFIBUS PA通信协议
PROFIBUS DP和PA有什么差别
PROFIBUS DP和PA有什么差别？2012-11-05 10:51:31| 分类：工控|现场总线|字号订阅问题：PROFIBUS DP和PA有什么差别？答案：PROFIBUS DP和PA的差别在物理层。
它们都能从现场设备存取相同的数据。
Profibus DP 可以直接整合到SIMATIC PLC，但你必须使用耦合器（coupler)才能将PROFIBUS PA转换成PROFIBUS DP信号民。
Profibus DP 提供最高12 Mbit/s (MAG6000 and MASS6000 只支持1.5 Mbit/s) 的通信速率，但Profibus PA 只有一个固定的通信速率31,25kBit/s.Profibus PA 可应用于本质安全等防爆场合，但PROFIBUS DP不能。
Profibus DP和PA在应用方面的区别，大家解释的非常清楚，下面是它们在物理层方面的区别：（1）DP采用RS485电气标准，两根电缆仅传输数据，不能供电；PA采用IEC1158-2 MBP-IS标准，两根电缆除了传输数据外，还可以为仪表供电；（2）传输速率方面，DP可以是9.6K、19.2K、45.45K、93.75K、187.5K、1.5M、3M、6M、12M；PA只能为31.25K；（3）编码方面，DP为NRZ,即不归零编码；PA为Manchester，即曼彻斯特编码；（4）数据格式方面，DP为基于字符的异步传输方式，每个字符包括11位，即1个起始位、8个数据位、1个停止位和1个奇偶校验位；PA为基于帧的同步传输方式，每次发送一个数据帧；（5）数据校验方面，DP为1 Bit的奇偶校验；PA为16 Bit的CRC校验；PROFIBUS概述与应用一、PROFIBUS的概述1 PROFIBUS现场总线技术的产生早在 20 世纪80年代中期，国外就提出了现场总线，但研究工作进展缓慢，且没有国际标准可以遵循。
直到1984 年，美国仪表协会（ISA ）下属的标准与实施组工作中的ISA/SP50开始制订现场总线的标准。
第四章 profibus-PA
• 两类PROFIBUS-PA行规定义 • PROFIBUS-PA行规
现场总线技术
PROFIBUS-PA行规确保互换性和 互操作性
现场总线技术
两类PROFIBUS-PA行规定义
现场总线技术
PA 设备行规中的信号链
PA 设备行规定义 不同类别过程设备的 所有功能和参数，是 典型的用于从过程传 感器信号直到在控制 系统中与测量值状态 一起被读出的预处理 过程值的信号流。
• 链接器有它自己内在的智能，它把与MBP总线 段连接的所有现场设备映象为RS485总线段中
的单个从站。当使用链接器时，对RS485总线 段中使用的传输速率没有限制，所以使用MBP 连接的现场设备也可以实现快速网络。
现场总线技术
现场总线技术
现场总线技术
PROFIBUS-PA设备行规
• PROFIBUS-PA行规确保互换性和互操 作性
现场总线技术
PROFIBUS－PA的组态
现场总线技术
PROFIBUS－PA的组态
现场总线技术
PROFIBUS－PA的组态
现场总线技术
PROFIBUS－PA的组态
现场总线技术
PROFIBUS－PA的成份
现场总线技术
段耦合器和链接器
• 段耦合器是一个信号转换器，它把RS485信号
调制成MBP信号电平，反之亦然。从总线协议 的观点看这些是透明的。
• 确定最大总线长度的原则，要充分计算所连接的现场 设备的功率需求、指定供电装置以及所选电缆类型的 总线长度。所需电流（=∑功率需求）包括连接在各个 总线段中现场设备的基本电流之和以及为每个总线段 预留的9 mA，此预留的电流是用于FDE(Fault Disconnection Equipment)的运行电流。FDE 预防有故障的设备长久地中 断总线。
现场总线技术
PROFIBUS-PA行规确保互换性和 互操作性
现场总线技术
两类PROFIBUS-PA行规定义
现场总线技术
PA 设备行规中的信号链
PA 设备行规定义 不同类别过程设备的 所有功能和参数，是 典型的用于从过程传 感器信号直到在控制 系统中与测量值状态 一起被读出的预处理 过程值的信号流。
• 链接器有它自己内在的智能，它把与MBP总线 段连接的所有现场设备映象为RS485总线段中
的单个从站。当使用链接器时，对RS485总线 段中使用的传输速率没有限制，所以使用MBP 连接的现场设备也可以实现快速网络。
现场总线技术
现场总线技术
现场总线技术
PROFIBUS-PA设备行规
• PROFIBUS-PA行规确保互换性和互操 作性
现场总线技术
PROFIBUS－PA的组态
现场总线技术
PROFIBUS－PA的组态
现场总线技术
PROFIBUS－PA的组态
现场总线技术
PROFIBUS－PA的组态
现场总线技术
PROFIBUS－PA的成份
现场总线技术
段耦合器和链接器
• 段耦合器是一个信号转换器，它把RS485信号
调制成MBP信号电平，反之亦然。从总线协议 的观点看这些是透明的。
• 确定最大总线长度的原则，要充分计算所连接的现场 设备的功率需求、指定供电装置以及所选电缆类型的 总线长度。所需电流（=∑功率需求）包括连接在各个 总线段中现场设备的基本电流之和以及为每个总线段 预留的9 mA，此预留的电流是用于FDE(Fault Disconnection Equipment)的运行电流。FDE 预防有故障的设备长久地中 断总线。
完整版工业自动化领域各种总线协议规范接口
完整版工业自动化领域各种总线协议规范接口工业自动化领域的总线协议规范接口是实现设备之间数据通信的关键技术。
在工业自动化系统中，各种设备（如PLC、传感器、执行器等）需要通过总线协议进行数据交换，以实现自动化控制和监测。
本文将详细介绍工业自动化领域常见的几种总线协议规范接口。
一、Modbus协议Modbus是一种串行通信协议，广泛应用于工业自动化领域。
它具有简单、开放、易于实现的特点，能够实现不同设备之间的数据传输。
Modbus协议定义了一种主从结构的通信方式，主设备通过读写从设备的寄存器来实现数据交换。
该协议支持不同的物理介质，如串口、以太网等。
二、Profibus协议Profibus是一种用于工业自动化领域的现场总线协议。
它分为DP（分布式式）和PA（过程自动化）两种类型。
DP用于工厂自动化，PA用于过程自动化。
Profibus协议采用主从结构，主设备负责控制和配置从设备。
它支持高速数据传输和实时通信，并具有高可靠性和灵便性的特点。
三、CAN（Controller Area Network）总线CAN总线是一种广泛应用于汽车和工业控制领域的串行通信协议。
它采用主从结构，支持多主设备同时工作。
CAN总线具有高可靠性、抗干扰能力强、实时性好的特点。
它适合于多节点、分布式控制系统，能够实现设备之间的快速数据传输和实时通信。
四、Ethernet/IP协议Ethernet/IP是一种基于以太网的工业自动化通信协议。
它采用TCP/IP协议作为传输层，支持实时和非实时通信。
Ethernet/IP协议具有高带宽、高可靠性和灵便性的特点，适合于大规模工业自动化系统。
它能够实现设备之间的快速数据交换和远程监测。
五、Profinet协议Profinet是一种基于以太网的工业自动化通信协议。
它具有高速、实时和可靠的特点，适合于各种工业自动化应用场景。
Profinet协议支持多种通信方式，如RT （实时）、IRT（异步实时）和NRT（非实时）。
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PROFIBUUS-PA
Prcess Fleld
Bus-PA
1.PROFIBUS-PA的概述
绪－2
•
1.PROFIBUS-PA的概述
FMS——最初的PROFIBUS
首先，让我们回顾一下PROFIBUS系统
系统，车间级，大数据量的
数据传输
PROFIBUS
DP —用于电气自动化和设 备自动化中快速的数据交换， 具有设备简单，价格低廉，
绪－6
2.PA的通信协议
PROFIBUS的通信协议模型
让我们再回顾一下PROFIBUS的通信协议模型
绪－7
2.PA的通信协议
1.DP-V1的组成
它是DP-V0的扩展版本。 DP-V1包括循环数据交换和专为过程控制而设 计的非循环数据交换，非循环数据主要指过程 参数的上下限和报警范围，以及制造商的一些 特殊数据。 典型的DP-V1的总线循环周期如下图所示
绪－15
3 PA的系统结构
使用链接模块的PROFIBUS网络
PROFIBUS-DP up to 12 Mbit/s
DP/PA 链接器
24 V
J J
模板扩展，中央模板 最多带3个耦合器)
(
PROFIBUS-PA 31.25 kbit/s
x
Non-Ex: 最多 30 个现场设备 Ex: 最多 3 x 10 个现场设备
绪－17
4 PA的行规
PA行规中的信号链 设备中过程控制变量的 处理过程如图所示 信号链的划分分两个子 过程 “测量/执行”（校 准、线性化、定标换 算）的功能在变送块 中； “预处理测量值/后 处理设置”（筛选、 限定值控制、故障安 全行为、运行模式选 择）的功能在功能块 中。
绪－10
3 PA的系统结构
看一下
PA耦合器及其使用
使用耦合器时，DP段的波特率也不能太高，一般 为45.45Kbit/s（使用Siemens耦合器），或 93.65Kbit/s（使用Pepperl+Fuchs非模块型耦合 器）。现在Pepperl+Fuchs的另一种模块型KL系列 耦合器允许DP段的波特率最高可达到12Mbit/s。 耦合器不占用设备地址，PA段的从站设备的地址 和DP段的设备一起统一编排，他们之间的地址不 能重叠。 使用耦合器时，主站的参数设置必须正确，即按规 定的数据设置。为方便大家在实验和实际中使用， 下表列出了使用不同耦合器情况下的主站参数数据， 以供参考。
绪－16
概述
4 PA的行规
PA设备行规包括通用要求和设备数据单两个文本 通用要求部分包括所有设备类型的现行有效的 技术规范； 设备数据单包括一些特殊设备类别的已认可的 技术规范。 现在的PA行规版本为3，它包含以下的设备数据 单 压力和差压 模拟量和数字量的输入和输出 阀门和执行机构 分析仪器
绪－9
3 PA的系统结构
我们刚才已经提到 PA段的设备的拓扑形式可以是线型、树型，或它们的混合 形式。 线型连接时，各个从站设备直接挂接在PA总线上； 树型连接时，数个从站设备可以从一个分配器上接线，该分配器连
接在PA总线上。
每一个PA段的从站设备数量最多为32个，但受消耗电流总 量的限制和使用场合的影响，一般要少于这个数目。
绪－18
4 PA的行规
PA设备中的数据
PA中的数据分循环数据和非循环数据 循环数据的交换使用MS0通信； 非循环数据的交换使用MS1（DPM1和从站之间）或 MS2（DPM2和从站之间）通信。 非循环数据的地址安排采用槽号（slot）和索引（index）相 结合的方法编排。 设备管理器用来管理这些数据的编排，它包含了所有数据编 址的信息。
FMS
DP
PA
功能强大等特点
PA—是为过程控制的特殊要 求而设计的。
绪－3
1.PROFIBUS-PA的概述
典型的PROFIBUS系统
绪－4
1.PROFIBUS-PA的概述
概述
在PROFIBUS系统网络中，PA的设备必须由DP段的主站控制。DP和 PA的物理层不同，DP一边是RS485、异步NRZ编码、波特率可变， PA一边是IEC1158-2、同步Manchester编码、波特率固定为 31.25Kbit/s。所以他们之间必须通过一个转换设备连接，这个转换设备 就是耦合器或连接模块，它在PA网络中非常重要。 PA段的设备的拓扑形式可以是线型、树型，或它们的混合形式。 线型连接时，各个从站设备直接挂接在PA总线上； 树型连接时，数个从站设备可以从一个分配器上接线，该分配器连 接在PA总线上。 每一个PA段的从站设备数量最多为32个，但受消耗电流总量的限制和 使用场合的影响，一般要少于这个数目。
绪－19
4 PA的行规
PA设备中的数据
使用槽号和索引号来编址
绪－20
4 PA的行规
PA设备中的数据
使用槽号和索引号来编址非常复杂，但我们不必担心， 使用PA设备的参数时，我们不和这些slot和index打交道， 使用工具软件就行了。下面是使用ComuWin的一个画面。
绪－21
绪－22
绪－8
2.PA的通信协议
IEC61158-2的技术特点 基于IEC61158-2的同步传送技术的特点主要有： 数据传送 其方式为数字式、位同步、电压模式，固定的 波特率31.25kbit/s，曼彻斯特编码。 数据可靠性 采用前同步信号和起、止界定符来避免差错。 （interface) 电缆 使用双绞线屏蔽电缆（视使用场合而定）。 2.PA的通信协议 爆炸场合的保护 本征安全（EEx ia/ib）， 远程供电 通过信号电缆实现。 连接网络 可以是线型、树型、星型或混合型。 站点数量 总的站点数量可达126个，每段可达32个，具 体数量要根据系统总的电流损耗量而定。 电缆长度 最长可达1900m，在危险区域最长可达1000m。 中继器 最多可扩展至4台，使用中继器可使电缆距离延 伸到10km。
绪－5
PA的技术特点
PA使用DP-V1通信协议进行通信。DP-V1是DP-V0的扩展， 它不仅有循环数据通信，而且还有非循环数据通信。 PA在从站设备的行规中定义了应具有的特性，从而保证了 不同设备制造商产品的互操作性和互换性； PA使用同步传送技术IEC61158－2； 通过总线供电模式，PA可以在有爆炸危险的场合使用； PA使用FISCO模式，使得本质安全网络得以延伸； 由于使用了GSD、EDDL、FDT/DTM，PA方便了设备的管 理，并奠定了优化资源管理的基础。
绪－12
3 PA的系统结构
绪－13
3 PA的系统结构
使用耦合器的PROFIBUS网络
（无地址）
为PA网段提供电源
绪－14
3 PA的系统结构
连接模块及其使用
使用连接模块时，该连接模块要占用一个DP网络 中的从站地址，它和连接在它下面的PA设备一起 就像一个DP从站一样，但它对PA从站来说又是一 个主站。PA部分的设备地址可以和DP部分的设备 地址重叠。 使用连接模块时，DP可以在各种允许的波特率下 运行。一个连接模块中通常集成多个即插式耦合器 去驱动几个PA网段。但PA部分从站设备的组态比 使用耦合器要复杂一些。 一般情况下，使用耦合器要比使用连接模块要多。
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Bus-PA
1.PROFIBUS-PA的概述
绪－2
•
1.PROFIBUS-PA的概述
FMS——最初的PROFIBUS
首先，让我们回顾一下PROFIBUS系统
系统，车间级，大数据量的
数据传输
PROFIBUS
DP —用于电气自动化和设 备自动化中快速的数据交换， 具有设备简单，价格低廉，
绪－6
2.PA的通信协议
PROFIBUS的通信协议模型
让我们再回顾一下PROFIBUS的通信协议模型
绪－7
2.PA的通信协议
1.DP-V1的组成
它是DP-V0的扩展版本。 DP-V1包括循环数据交换和专为过程控制而设 计的非循环数据交换，非循环数据主要指过程 参数的上下限和报警范围，以及制造商的一些 特殊数据。 典型的DP-V1的总线循环周期如下图所示
绪－15
3 PA的系统结构
使用链接模块的PROFIBUS网络
PROFIBUS-DP up to 12 Mbit/s
DP/PA 链接器
24 V
J J
模板扩展，中央模板 最多带3个耦合器)
(
PROFIBUS-PA 31.25 kbit/s
x
Non-Ex: 最多 30 个现场设备 Ex: 最多 3 x 10 个现场设备
绪－17
4 PA的行规
PA行规中的信号链 设备中过程控制变量的 处理过程如图所示 信号链的划分分两个子 过程 “测量/执行”（校 准、线性化、定标换 算）的功能在变送块 中； “预处理测量值/后 处理设置”（筛选、 限定值控制、故障安 全行为、运行模式选 择）的功能在功能块 中。
绪－10
3 PA的系统结构
看一下
PA耦合器及其使用
使用耦合器时，DP段的波特率也不能太高，一般 为45.45Kbit/s（使用Siemens耦合器），或 93.65Kbit/s（使用Pepperl+Fuchs非模块型耦合 器）。现在Pepperl+Fuchs的另一种模块型KL系列 耦合器允许DP段的波特率最高可达到12Mbit/s。 耦合器不占用设备地址，PA段的从站设备的地址 和DP段的设备一起统一编排，他们之间的地址不 能重叠。 使用耦合器时，主站的参数设置必须正确，即按规 定的数据设置。为方便大家在实验和实际中使用， 下表列出了使用不同耦合器情况下的主站参数数据， 以供参考。
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概述
4 PA的行规
PA设备行规包括通用要求和设备数据单两个文本 通用要求部分包括所有设备类型的现行有效的 技术规范； 设备数据单包括一些特殊设备类别的已认可的 技术规范。 现在的PA行规版本为3，它包含以下的设备数据 单 压力和差压 模拟量和数字量的输入和输出 阀门和执行机构 分析仪器
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3 PA的系统结构
我们刚才已经提到 PA段的设备的拓扑形式可以是线型、树型，或它们的混合 形式。 线型连接时，各个从站设备直接挂接在PA总线上； 树型连接时，数个从站设备可以从一个分配器上接线，该分配器连
接在PA总线上。
每一个PA段的从站设备数量最多为32个，但受消耗电流总 量的限制和使用场合的影响，一般要少于这个数目。
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4 PA的行规
PA设备中的数据
PA中的数据分循环数据和非循环数据 循环数据的交换使用MS0通信； 非循环数据的交换使用MS1（DPM1和从站之间）或 MS2（DPM2和从站之间）通信。 非循环数据的地址安排采用槽号（slot）和索引（index）相 结合的方法编排。 设备管理器用来管理这些数据的编排，它包含了所有数据编 址的信息。
FMS
DP
PA
功能强大等特点
PA—是为过程控制的特殊要 求而设计的。
绪－3
1.PROFIBUS-PA的概述
典型的PROFIBUS系统
绪－4
1.PROFIBUS-PA的概述
概述
在PROFIBUS系统网络中，PA的设备必须由DP段的主站控制。DP和 PA的物理层不同，DP一边是RS485、异步NRZ编码、波特率可变， PA一边是IEC1158-2、同步Manchester编码、波特率固定为 31.25Kbit/s。所以他们之间必须通过一个转换设备连接，这个转换设备 就是耦合器或连接模块，它在PA网络中非常重要。 PA段的设备的拓扑形式可以是线型、树型，或它们的混合形式。 线型连接时，各个从站设备直接挂接在PA总线上； 树型连接时，数个从站设备可以从一个分配器上接线，该分配器连 接在PA总线上。 每一个PA段的从站设备数量最多为32个，但受消耗电流总量的限制和 使用场合的影响，一般要少于这个数目。
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4 PA的行规
PA设备中的数据
使用槽号和索引号来编址
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4 PA的行规
PA设备中的数据
使用槽号和索引号来编址非常复杂，但我们不必担心， 使用PA设备的参数时，我们不和这些slot和index打交道， 使用工具软件就行了。下面是使用ComuWin的一个画面。
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2.PA的通信协议
IEC61158-2的技术特点 基于IEC61158-2的同步传送技术的特点主要有： 数据传送 其方式为数字式、位同步、电压模式，固定的 波特率31.25kbit/s，曼彻斯特编码。 数据可靠性 采用前同步信号和起、止界定符来避免差错。 （interface) 电缆 使用双绞线屏蔽电缆（视使用场合而定）。 2.PA的通信协议 爆炸场合的保护 本征安全（EEx ia/ib）， 远程供电 通过信号电缆实现。 连接网络 可以是线型、树型、星型或混合型。 站点数量 总的站点数量可达126个，每段可达32个，具 体数量要根据系统总的电流损耗量而定。 电缆长度 最长可达1900m，在危险区域最长可达1000m。 中继器 最多可扩展至4台，使用中继器可使电缆距离延 伸到10km。
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PA的技术特点
PA使用DP-V1通信协议进行通信。DP-V1是DP-V0的扩展， 它不仅有循环数据通信，而且还有非循环数据通信。 PA在从站设备的行规中定义了应具有的特性，从而保证了 不同设备制造商产品的互操作性和互换性； PA使用同步传送技术IEC61158－2； 通过总线供电模式，PA可以在有爆炸危险的场合使用； PA使用FISCO模式，使得本质安全网络得以延伸； 由于使用了GSD、EDDL、FDT/DTM，PA方便了设备的管 理，并奠定了优化资源管理的基础。
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3 PA的系统结构
绪－13
3 PA的系统结构
使用耦合器的PROFIBUS网络
（无地址）
为PA网段提供电源
绪－14
3 PA的系统结构
连接模块及其使用
使用连接模块时，该连接模块要占用一个DP网络 中的从站地址，它和连接在它下面的PA设备一起 就像一个DP从站一样，但它对PA从站来说又是一 个主站。PA部分的设备地址可以和DP部分的设备 地址重叠。 使用连接模块时，DP可以在各种允许的波特率下 运行。一个连接模块中通常集成多个即插式耦合器 去驱动几个PA网段。但PA部分从站设备的组态比 使用耦合器要复杂一些。 一般情况下，使用耦合器要比使用连接模块要多。