profibus-dp与plc通信
西门子s7-1500plc与三菱fx3u plc的profibus-dp通讯
第54卷第5期锻压装备与制造技术Vol.54No.5CHINA METALFORMING EQUIPMENT&MANUFACTURING TECHNOLOGY Oct.2019西门子S7-1500PLC与三菱FX3U PLC的PROFIBUS-DP通讯钱进，徐丽，陈晖(扬力集团股份有限公司，江苏扬州225104)摘要:本文介绍了西门子S7-1500PLC与三菱FX3U PLC通过PROFIBUS-DP现场总线的通讯。
西门子1500PLC作为主站，三菱FX3U PLC作为从站，给出了设备组态的方法，实现了数据的交换。
关键词:PLC；西门子S7-1500；三菱FX3U；PROFIBUS-DP中图分类号:TM571.6+1；TN915.04文献标识码:BDOI：10.16316/j.issn.1672-0121.2019.05.016文章编号：1672—0121(2019)05—0059—04PROFIBUS是一个用在自动化技术的现场总线标准，在1987年由德国西门子公司等十四家公司及五个研究机构所推动,PROFIBUS是程序总线网络(PROcess Field BUS)的简称。
PROFIBUS中最早提出的是PROFIBUS FMS (FMS:Field bus Message Specification),是一个复杂的通信协议,为要求严苛的通信任务所设计,适用在车间级通用性通信任务。
后来在1993年提出了架构较简单，速度也提升许多的PROFIBUS DP(DP 代表Decentralized Peripherals)o PROFIBUS FMS是用在PROFIBUS主站之间的非确定性通信。
PROFIBUS DP主要是用在PROFIBUS主站和其远程从站之间的确性通信，但仍允许主站及主站之间的通信。
本文以应用较为广泛的西门子S7-1500PLC 与三菱FX3U PLC为例，详细阐述如何通过PROFIBUS-DP现场总线的通讯实现了数据的交换。
S7200与S7300之间的ProfibusDP通讯
③在图15中定义S7-300从站的通信接口区。
Address type Length Unit
Consistency
表1
选择为“Input”对应I区，“Output”对应Q区
设置通信区域的大小，最多32字节
插入CPU时会同时弹出PROFIBUS组态界面，如图12所示。点击“New”按钮 新建PROFIBUS（1），组态PROFIBUS站地址，本例中为4。点击 “Properties”按钮组态网络属性，选择“Network Settings”进行网络参 数设置，在本例中设置PROFIBUS的传输速率为“1．5Mbit／s”，行规为 “DP”。如图13所示。
（2）资源需求
带集成DP口的S7-300的CPU315-2DP作为主站。 从站为带I/O模块的ET200M。 MPI网卡CP5611。 ProfiBus总线连接器以及电缆。 STEP7 V5.2系统设计软件
（3）网络组态以及参数设置
组态“从站”硬件 在STEP7中新建一个“主站与智能从站的通信”的项目。先插入一个S7-300 站，然后双击“Hardware”选项，进人“Hw config”窗口。点击“Catalog” 图标打开硬件目录，按硬件安装次序和订货号依次插人机架、电源、CPU等 进行硬件组态。
在本例中分别设置一个Input区和一个Output区，其长度均设置为2字节。 设置完成后在“Configuration”标签页图16中会看到这两个通信接口区。
（4）组态“主站”硬件
组态完从站后，以同样的方式建立S7-300主站并组态，本例中设置站 地ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为2，并选择与从站相同的PRFIBUS网络，如图17所示。
西门子PLC与三菱变频器Profibus-DP通信的说明
西门子PLC与三菱变频器Profibus-DP通信的说明三菱电机自动化（中国）有限公司巢晓阳一．三菱变频器部分FR-A7NP是FR-A700和FR-F700系列变频器进行Profibus-DP通信的通信选件。
FR-A7NP E-kit是FR-E700系列变频器进行Profibus-DP通信的通信选件。
FR-A7NP与FR-A7NP E-kit的主体都是一样的，只是FR-A7NP E-kit比FR-A7NP多了一些用于安装到FR-E700系列变频器上面去的附件。
1．端子排列2．站号设置使用 FR-A7NP 上的节点地址开关可在“0H～7DH(16进制)”之间设定节点地址。
变频器复位或下次开机时此设定生效。
3．接线注：如选用标准Profibus电缆，需将红色线（Pin3，B）接D+，绿色线（Pin8，A）接D-。
4．相关参数设置在本例中，将Pr.340设置为10，重新上电后即进入网络运行模式。
二．西门子PLC部分（STEP7软件设置）1．安装GSD文件（FR-A7NP的GSD文件是melc08fa.gsd）2．在右侧窗口中选中FR-A7NP并拖至DP主站总线上3．在右侧窗口中选中PPO type2并拖至下面的窗口中三．相关说明1．PPO type2的格式：2．控制变频器正、反转运行（通过STW）的说明：根据之前在STEP7软件中的设置，在本例中STW即为QW40，所以：①如果要正转，则：STF信号（b11）为ON，STR信号（b12）为OFF，PZD启用（b10）为ON，控制启用（b3）为ON。
由此得出STW为1000 1100 0111 1111，即8C7F。
②如果要反转，则：STF信号（b11）为OFF，STR信号（b12）为ON，PZD启用（b10）为ON，控制启用（b3）为ON。
由此得出STW为1001 0100 0111 1111，即947F。
③如果要停止，则：STF信号（b11）为OFF，STR信号（b12）为OFF，PZD启用（b10）为ON，控制启用（b3）为ON。
西门子200PLC扩展PROFIBUS-DP方式
PB-PPI PROFIBUS-DP 转西门子200专用协议通讯协议转换器◆产品用途用于Profibus现场总线与西门子200系列PLC设备之间交换数据，采用Profibus专用芯片，支持所有Profibus-dp现场总线系统。
◆主要特点通讯口1：Profibus dp从站通讯方式，支持连接到PLC、DCS、计算机等多种主站；通讯口2：西门子200专用协议PPI；Profibus dp 通讯速率：9.6Kbps～12 Mbps自适应波特率选择；西门子200专用协议波特率：9.6Kbps；连接西门子200PLC设备数量：1个；交换数据：（80个输入字节）/（80个输出字节）；通讯回路相互隔离，隔离电压1KV且均带TVS防雷击、过流自恢复保险保护；24VDC输入电源极性保护。
◆产品介绍通讯口1速率（自适应）：9.6Kbps、19.2Kbps、45.45Kbps、93.75Kbps、187.5Kbps、500Kbps、1.5Mbps、3Mbps、6Mbps、12Mbps。
通讯口2通讯速率（固定）：9.6Kbps。
4．连接数量：Profibus网络：最多为126个；西门子200专用协议波特率：9.6Kbps；连接西门子200PLC设备数量：1个；用户参数设置：支持用户参数设置Profibus 远程输入、输出字及数量；模块LED状态指示：面板上排指示灯MBUF（第一个灯绿色）：正确发送和接受PLC数据此状态灯常亮。
MT （第三个灯黄色）：西门子PLC数据发送灯MR （第四个灯黄色）：西门子PLC数据接收灯。
面板下排指示灯POWER（第一个灯红色）：电源指示灯；PBUF （第四个灯绿色）：正确接入Profibus网络后常亮。
●参数设置本模块参数设置有两种，模块手动地址设置和用户参数设置。
1．地址设置：本模块采用通过拨码开关SW1选择站地址， ON表示“0”，OFF表示“1”，见图1所示。
其中A0～A6为Profibus dp网络地址设置共可设置127的不同地址：模块地址=SW1的1～7位――（按十六进制计算）。
变频器与PLC的PROFIBUS-DP通信控制
四川机电职业技术学院 .电子电气工程系
学习情境 3-学习性工作任务10
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《通用变频器应用技术》
5. PLC与变频器DP通信硬件组态
图10-5 PLC与变频器DP通信硬件组态
四川机电职业技术学院 .电子电气工程系 学习情境 3-学习性工作任务10
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《通用变频器应用技术》
6. PLC与变频器DP通信编程
图10-2 MM440将PZD 发送到CB的原理图
四川机电职业技术学院 .电子电气工程系 学习情境 3-学习性工作任务10
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《通用变频器应用技术》
3. MM440 PROFIBUS-DP通信功能图分析
图10-3 通过 COM 链路的CB，接收
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3. MM440 PROFIBUS-DP通信功能图分析。
4. MM440 PROFIBUS-DP通信常规参数选择与设置。 5. PLC与变频器DP通信硬件组态。 6. PLC与变频器DP通信编程。
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学习情境 3-学习性工作任务10
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《通用变频器应用技术》
10.5
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《通用变频器应用技术》
图10-4 通过 COM 链路的CB，发送
四川机电职业技术学院 .电子电气工程系 学习情境 3-学习性工作任务10
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《通用变频器应用技术》
4. MM440 PROFIBUS-DP通信常规参数选择与设置
P0003=3（专家访问级） P700=6 （控制字） P1000=6 （主给定） P918=3 （VVVF站地址） P2051.0=r0052 （状态字） P2051.1=r0021 （主实际值：HZ） P2051.2=r0022 （转子的实际转速，1/min） …
西门子S7-300与S7-400PLC相互之间的PROFIBUS-DP通讯
西门子S7-300与S7-400PLC相互之间的PROFIBUS-DP通讯西门子S7-300 与S7-400PLC 相互之间可以通过PROFIBUS-DP 方式进行通讯。
本文例子是一台CPU414-2DP 作为PROFIBUS-DP 通讯的主站，CPU315-2DP 作为PROFIBUS-DP 通讯的智能从站进行通信。
1. 硬件和软件要求硬件：1）PROFIBUS-DP 主站S7-400 CPU414-2DP；2）从站S7-300CPU315-2DP；3）带MPI 网卡CP5611 的编程计算机；4）PROFIBUS 电缆及接头。
软件：STEP7 V5.3。
把CPU414-2DP 集成的DP 接口和CPU315-2DP 集成的DP 接口连接起来，然后分别组态S7-300 站和S7-400 站，原则上先组态从站。
2. 网络组态及参数设置（1）组态从站1）新建项目：在STEP7 中创建一个新项目，点击右键，在弹出的菜单中选择Insert New ObjectSIMATIC 300 Station，插入S7-300 从站。
2）组态硬件：双击Hardware 选项，进入HWConfig 窗口。
点击Catalog 图标打开硬件目录，按硬件安装次序和订货号依次插入机架、电源、CPU 等进行硬件组态。
插入CPU 时会同时弹出PROFIBUS组态界面。
点击New 按钮新建PROFIBUS(1)，组态PROFIBUS 站地址，本例中为6。
点击Properties 按钮组态网络属性，选择Network Setings 进行网络参数设置，在本例中设置PROFIBUS 的传输速率为1.5Mbit/s，行规为DP。
点击OK 按钮确认，出现PROFIBUS 网络。
双击CPU315-2DP 项下的DP 项，会弹出PROFIBUS-DP 的属性菜单。
①在网络属性窗口选择顶部菜单OperatingMode，选择DP slave 操作模式，如果其下的选择框被激活，则编程器可以对从站编程，也就是说这个接口即既以作为DP 从站，同时还可以通过这个接口监控程序。
西门子PLC与施耐德ATV7161变频器的ProfibusDP通信
自动化控制 • Automatic Control118 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering 【关键词】西门子 PLC 施耐德 ATV71/61变频器 Profibus-DP 通信随着信息技术的不断发展，大型企业均采用全数字集成控制，主要通过主控计算机对数据进行收集以及运算。
Profibus-DP 是一个性能较强的高速现场总线，具有读取主站信息的功能，并能够将主站周期的信息向从站发送。
主要有两种介质访问模式，第1种为分散模式，该模式主要采用令牌传递原理，第2种为集中方式，该模式主要采用主从通信原理，连接方式主要采用双线电缆或光缆，RS-485双绞线进行连接，拓扑结构可为多种形状，例如，环形，星星或树型。
1 西门子P L C 与A T V 71/61变频器的Profibus-DP连接主要采用集中介质访问模式，常用的拓扑结构为树形结构，下文主要应用此类型进行叙述。
1.1 通信卡接头管脚结构及相关定义想要实现ATV71/61变频器与Profibus-DP 网络的连接，VW3A3307通行卡是必不可少的条件，应保证Profibus-DP 通信卡具有9针SUB-D 连接器，同时，不需要任何额外的设备相连接，使用标准的Profibus-DP 电缆及接头进行连接即可。
1.2 通信卡的设置通讯卡在设置过程中，需要设置从站地址。
设置完成后，通过拨动拨码开关，完成开关设置，向上波动为ON ，向下拨动为OFF 。
开关组通常以二进制代码向十进制转换，即可设置从站地址，地址为23的拨码为00010111，第1支为89的拨码对应为01011001，寻址开关放置到ON 上就可以与ATV71/61系列变频器连接，拨到OFF 处能够西门子PLC 与施耐德ATV71/61变频器的Profibus-DP 通信文/盛丽娜变频器的启动、停止，频率设定等通信离不开PLC 和变频的支持，可实现多电机之间的同步运行，具有传输距离远，成本低，抗干扰能力强的特点。
PLC控制系统采用PROFIBUS-DP技术实现变频器通讯控制的应用
PLC控制系统采用PROFIBUS-DP技术实现变频器通讯控制的应用摘要：本文简要介绍了施耐德PLC控制系统，采用PROFIBUS-DP方式实现与西门子MM440变频器通讯控制的应用，并例举了施耐德PLC控制器通讯控制程序实例，PTQ通讯模板配置实例，及西门子MM440变频器通讯参数设置实例。
关键词：PROFIBUS-DP通讯技术 PTQ通讯模块 MM440变频器通讯参数设置引言自动控制系统中，采用4个施耐德140CPU65150型PLC控制站，实现了配料混合系统、烧结冷却系统及其辅助系统、成品整粒系统及其运输、原燃料接受和循环加水等系统生产的全自动化控制。
在烧结机、环冷机和配料皮带秤等重要调速控制设备中，采用了先进的PROFIBUS-DP数字通讯控制技术和西门子MM440变频器，实现了高精度数字调速控制。
1 PROFIBUS-DP通讯技术简介PROFIBUS以ISO7498为基础，以OSI（open system interconnection）作为参考模型，定义了物理传输特性、总线存取协议和应用功能。
其传输速率为9.6kbps-12Mbps，最大传输距离在12Mbps时为100m，在1.5Mbps时为400m，可用中继器延长至10km。
PROFIBUS-DP是专门为自动控制系统和设备分散的I/O之间进行的通讯而设计的。
直接数据链路映像（DDLM）提供的用户接口，使得对数据链路层的存取变的简单方便，传输可使用RS- 485传输技术。
2 PROFIBUS-DP通讯硬件配置2.1施耐德PLC控制站配置在施耐德PLC控制站硬件配置中，利用施耐德unity pro XL4.0编程组态软件，对PLC控制站中电源模块、CPU模块、以太网通讯模块、I/O模块等进行了如下图的基本硬件配置，其中PTQ-PDPMV1为PROFIBUS-DP通讯模块，安装于控制站中第6槽。
图1 施耐德PLC控制站基本配置示意图2.2 PTQ通讯模块配置PTQ-PDPMV1PROFIBUS DPV1 Master通讯模块是ProTalk公司为施耐德Quantum系列开发的第三方通讯组件，简称PTQ通讯模块。
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基于PROFIBUS-DP的PLC通信2009-08-14 10:31/bjmonsoon/32745/message.aspx1 引言现场总线控制系统(FCS)用数字信号取代模拟信号，以提高系统的可靠性、精确度和抗干扰能力，并延长信息传输的距离。
它既是一个开放的通信网络，又是一种全分布的控制系统，是一种新型的网络集成自动化系统，它以现场总线为纽带，把挂接在总线上相关的网络节点组成自动化系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、综合自动化等多项功能。
FCS用“工作站－现场总线智能仪表”的二层机构完成了集散控制系统(DCS)“操作站－控制站－现场仪表”的三层结构模式，降低了成本，提高了可靠性，且在统一的国际标准下可实现真正的开放式互连系统结构，是一种正在发展的很有前途的计算机控制系统。
目前最具代表性的现场总线是Profibus(Process Fieldbus)。
PROFIBUS是由SIEMENS公司推出的一种开放式现场总线标准，1989年成为德国标准DIN192 45，1996年成为欧洲标准EN50170，1999年12月被接受为国际标准IEC61158的一部分。
用于工厂自动化系统三级网络中的底层，即车间级监控和现场设备层数据通信与控制;使用于分散的、具有通讯接口的现场受控设备对底层设备有较高的数据集成和远程诊断、故障报警及数字化要求的系统。
Profibus遵循ISO/OSI模型，其通信模型由三层构成:物理层、数据链路层和应用层。
PROFIBUS由三部分组成，PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specif ication，现场总线报文规范)、PROFIBUS-DP(Decentralized Periphery，分散型外围设备)、PROFIBUS-PA(Process Automation，过程自动化)。
其中PROFIBU S-DP已广泛适用于水电站、电力、工业企业现场自动化领域。
2 Profibus-DP的特性及系统组成2.1 Profibus-DP的特性Profibus-DP使用物理层，数据链接层和用户接口，用于现场层的高速数据传送。
主站周期地读取从站地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程序循环时间短。
此外，PROFIBUS-DP还提供智能化现场设备所需的非周期性通信以进行组态、诊断和报警处理及复杂设备在运行中参数的确定。
Profibus-DP基本功能和特性如下:(1) 远距离高速通信支持9.6Kbps到12Mbps的传输速率; 12Mbps时最大传输距离为100m，1.5Mbps 时为200m，另外还可以用中继器延长;(2) 分布式结构各主站间令牌传递，主站与从站为主－从传送;每段可有32个站，用连接线可扩展到126个站;(3) 易于安装，开放式的通讯网络;(4) 可靠性高，具备自诊断功能。
Profibus-DP主站分为一类主站和二类主站。
一类主站完成总线通信控制与管理，完成周期性数据访问，包括PLC、PC或可做一类主站的控制器。
二类主站完成非周期性数据访问，如数据读写、系统配置、故障诊断等，包括操作员工作站(如PC机加图形监控软件)、编程器、HMI等。
PROFIBUS- DP从站主要进行输入、输出信号采集和发送，包括PLC或其他控制器、分散式I/O、智能现场设备等。
2.2 系统组成为便于叙述和理解，现组成一个双主站单从站的Profibus-DP网络，如图1所示。
具体配置如下:图1 Profibus-DP网络(1) 硬件:带Siemens CP5611卡的PC机两台，一台配置为一类主站，另一台配置为二类主站;从站为Siemens S7-200 系列PLC的CPU224一块，带Siemens E M277DP通讯模块;三个网络连接器;连接线为双绞线。
(2) 软件:用于软件编程的STEP7-MICROWIN3.2和用于实现Profibus-DP协议网络配置的SIMATIC NET6.0。
3 Profibus-DP主站和从站的组态3.1 一类主站的组态在PC1(一类主站)使用SIMATIC net 6.0软件来组态整个Profibus-DP网络。
具体步骤如下:(1) 使用SIMATIC程序组中的Configuration Console设定Profibus的模式为Configured Mode，插槽号随意，如图2所示:图2 Configuration Console(2) 用PC Station Wizard进行一系列简单的设置后新建一个工程设置CP5611的参数:网络类型设为Profibus，站地址为1(也可为其他值，但不能重复，其他站点地址的设定与此类同);加上PROFIBUS-DP总线(DP master sy stem(1))，并把CP5611设为DP-Master(即一类主站)。
导入EM277的GSD文件，在视窗右侧的从站设备栏里面就可以找到 EM277模块了。
将EM277图标拖到DP 总线上，站地址为设置2，V存储器偏移量本例设置为4000，然后根据需要设定EM277的发送和接收缓冲区大小。
最后将配置结果下载到模块。
结果如图3所示:图3 一类主站的组态至此，本Profibus-DP网络结构一类主站与从站的主从关系已经确立了。
下面接着配置二类主站。
3.2 二类主站的组态(1) 同样还是在PC1上，在图3的界面中点击图标 (Configure Network)，弹出如图4的界面。
添加一个SIMATIC PC Station(此时这个PC Station还没有挂到DP网上)，并双击它，弹出如图5的窗口(此窗口与图3类同)。
手动添加OPC Server和CP5611，槽位随意。
将CP5611站点地址设为3，从属于之前添加的D P网，并设定为DP Master Class 2(即二类主站)，将配置结果下载到模块。
再次点击，可看到PC Station挂到DP网上了。
图4 Configure Network图5 二类主站的组态(2) 现在操作对象转到PC2上。
同样运行Configuration Console，设置也与P C1相同。
打开PC Station Wizard新建一个工程。
将CP5611设为DP Master C lass 2，站地址设为3，同样要从属于DP master system(1)。
将配置结果下载到模块。
3.3 从站的组态为了将EM277作为一个DP从站使用，必须设定与主站组态中的地址相匹配的DP端口地址(之前设定的地址为2)。
从站地址是使用EM277模块上的旋转开关设定的。
在变动旋转开关之后，用户必须重新启动CPU电源。
EM277输出和输入数据缓冲区驻留在S7-200CPU变量存储器(V存储器)内，输入缓冲区紧紧跟随输出缓冲器。
缓冲区的大小是由DP主站组态设定的 (之前设定为8 Bytes Out/8 Bytes In)。
组态后，EM277可接收从主站来的输出数据，并将输入数据返回给主站。
主从站缓冲区的关系如图6:图6 主从站的缓冲区若EM277 Profibus-DP从站模块为I/O链中的第一个智能模块，则它的状态信息从CPU224中的SMB200到SMB249获得;若EM277为第二个智能模块，其状态从S MB250到SMB299获得。
只有DP主站才可以组态运行了DP 方式下的EM277 DP模块，用户不能通过改写有关SMB存储单元来组态EM277 DP模块的缓冲区大小或位置。
由表1中专用存储器字节的说明，不难写出CPU224的DP通信程序，见表2。
4 通过OPC读写PLC数据OPC(OLE for Process Control)是过程控制业中的新兴标准，它的出现为基于W indows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。
可以通过Siemens提供的O PC Server程序读写PLC中的数据。
(1) 一类主站PC1读写PLC在PC1 上打开SIMATIC程序组中的OPC Scout，新建一个组名。
打开新建组的“O PC-Navigator”，在DP目录下的Slave002就是从站CPU224，M00_I和M00_Q 即对应从站的输入和输出缓冲区。
将M00_I和M00_Q目录下的变量按需求添加(如图7)，确认后OPC就开始运行了。
如果变量的“Quality”显示“good”，表示OPC Server程序已经通过Profibus-DP总线协议和PLC建立了连接运行关系。
此时不仅可以读取PLC中的数据，还可以向PLC写数据。
(2) 二类主站PC2的数据访问在PC2上同样打开OPC Scout，新建组名。
在该组名的“OPC-Navigator”下添加二类主站相应的输入和输出缓冲区，确认。
PC2就可以访问网络中的数据了，各数据的变化同PC1中的是同步的。
要注意的是:当PC1的OPC Scout关闭的时候，PC2的OPC Scout对DP网络的数据访问也中断了。
这证明了CPU224仅仅从属于一类主站PC1，而二类主站PC2不能控制它(仅能进行数据访问)。
图7 OPC-Navigator5 Profibus-DP在水电站中的应用目前，PROFIBIS-DP总线技术在水电站小型自动化系统中应用较多，如水电站弧门监控系统和机组辅助设备控制系统就大量用到了Profibus- DP网络。
这是因为PROFIBUS-DP实时性受到系统规模影响，系统规模越大实时性越差，所以PROFIBUS-DP总线技术最适合于小型自动化系统。
不过，Profibus-DP在信号的传输精度、可靠性和抗干扰性有不俗的表现，其系统成本低、安装简单、维护调试方便且易于扩展。
而且，各类传感器和智能设备等都有支持DP网络的标准通信口，硬件资源丰富;DP网络本身灵活多变的主从结构，适应多种控制系统;各类组态软件也都可以和OPC Server建立数据交换，减少了监控系统的开发周期;通过专用的通信协议转换器或工控机，基于PROFIB US-DP总线的控制系统可以挂靠到工业以太网上，成为综合控制系统的一部分。
因此，虽然现在工业以太网的技术有大普及之势，但DP网较高的性价比还是被越来越多的用户所认可。
6 结束语总的来说，作为国际标准之一的Profibus-DP总线技术开放性强、性价比高，在水电行业的应用将越来越广泛。