最完美的PROFIBUS通讯教材
PROFIBUS通讯方式设置说明
驱动_PROFIBUS通讯方式设置说明一、问题描述本说明介绍了西门子S7系列PLC在MCGS中使用PROFIBUS通讯方式较常遇到的问题，并提供了详细的问题处理方案。
二、适应对象1、硬件条件PROFIBUS-DP主站可以是带有集成DP口的CPU（例如S7-300 315-2DP），或者用CP342-5扩展的S7-300站、IM467、CP443-5Extend扩展的S7-400站。
上位机中插有通信卡CP5411、CP5511、CP5611、CP5611-A2、CP5412、CP5613，也作为PROFIBUS-DP主站。
PROFIBUS-DP从站有ET200系列、调速装置、S7-200/300/400站及第三方设备等（例如S7200 PLC扩展EM277通信模块）。
通讯电缆一条，也可以自己制作。
若有多个PLC，则可以把所有的3对3，4对4，5对5，8对8接线。
2、软件条件（1）操作系统要求是Windows2000 Professional SP4版本或Windows98 SE操作系统推荐使用Windows2000 Professional SP4操作系统。
（2）支持软件必须安装西门子SoftNet软件，SoftNet版本为V5.3 Build 1381。
西门子安装光盘为：SIMATIC NET CD: 05/2000。
要安装的内容：光盘目录下：\sw \sn_pb_s7\ disk1\ Setup.exe光盘目录下：\sw \VBasic\ S7\disk1\ Setup.exe。
（3）PLC编程软件若PROFIBUS-DP主站使用的是S7-300 PLC或S7-400 PLC，必须装有Step7 5.0以上的编程软件，推荐使用Step7 V5.2。
注：MCGS ProfibusDP驱动是调用SoftNet来实现通讯的，所使用SoftNet(V5.3 Build 1381)版本对操作系统有要求，只能在Window 2000 Pro或Windows98 SE系统上使用，而无法用于Windows2000 Server、WindowsXP或更新的操作系统上。
profibus课件
ACS800中参数的地址空间(Addressing)
Controller
INPUT Word1 Word2 Word3
OUTPUT Word1 Word2 Word3
…
…
Wordn
ABB DRIVES
”厂商规范“下的操作(如，ABB规范的控制字和给定值比例)
CSA 2.8/3.0
与老版本ACS600兼容
总线通讯参数组
98.02选择‘FIELDBUS’后51组参数出现
51.01表示
DDCS通讯适配器：激活的模块类型 插入式通讯适配器：激活的通讯协议
51.02至51.26基于总线协议，用于总线适配器的设置和检测 专用通讯参数51.27至51.33仅在插入式总线适配器中可见，为总 线相关信息 51.27总线参数刷新刷新51.02至51.26参数组，传动无需断电 51.31现场总线适配器状态模块状态(空闲、在线、离线等)
RS-422与RS-485的网络安装注意要点
RS-422可支持10个节点，RS-485支持32个节点，因此多 节点构成网络。网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构 ，不支持环形或星形网络。在构建网络时，应注意如下几 点：
1．采用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来， 从总线到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线 中的反射信号对总线信号的影响最低。
对整个RS-422或RS-485网络，必须有一条低阻的信号地 将两个接口的工作地连接起来，使共模干扰电压被短路。 这条信号地可以是额外的一条线（非屏蔽双绞线），或者 是屏蔽双绞线的屏蔽层。这是最通常的接地方法。
第5章 PROFIBUS通信原理资料
8
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现场总线原理及应用
4.1 PROFIBUS的通信模型
4.1.1 PROFIBUS协议组成 4.1.2 PROFIBUS 的通信模型概述 4.1.3 PROFIBUS 的通信方式概述
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现场总线原理及应用
4.1.2 PROFIBUS 通信协议模型
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现场总线原理及应用
4.3.2 PROFIBUS数据链路层服务
1.发送数据需应答（SDA）
2.发送数据无需应答（SDN）
3.发送并请求数据需回答（SRD）
4.循环地发送并请求数据需回答（CSRD）
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现场总线原理及应用
4.3.2 PROFIBUS数据链路层提供的数据传输服务
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现场总线原理及应用
4.2.1 FMS/DP 的物理层
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现场总线原理及应用
4.2.1 FMS/DP 的物理层 三、拓扑结构
PROFIBUS网络的拓扑结构可以采用总线型、环形以及 冗余等结构。使用双绞线作为传输介质时，一般采用总线 型结构。
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现场总线原理及应用
4.3.1 PROFIBUS数据链路层概述
数据链路可以粗略地理解为数据通道。物理层要为终端 设备间的数据通信提供传输媒体及其连接。媒体是长期的， 连接是有生存期的。在连接生存期内，收发两端可以进行 不等的一次或多次数据通信。每次通信都要经过建立通信 联络和拆除通信联络的过程。这种建立起来的数据收发关 系就叫做数据链路.。
Profibus 通讯
第一部分：Profibus-DP 通讯一、具有集成接口的CPU (CPU31x-2DP, CPU31x PN/DP, CPU 41x-2)做主站，ET200作从站组态完成后，访问位、字节、双字节，以及四字节地址区域（像本地I/O一样访问），3个字节或4字节以上的传输不能保证是同一时刻来的数据，只能通过SFC 14(读)，SFC15(写) 来保证数据传输的连续性。
（342-5作主站可以保证数据传输的一致性，因为它本身是通过FC 实现数据传输的。
）二、具有集成接口的CPU (CPU31x-2DP, CPU31x PN/DP, CPU 41x-2)做主站，具有集成接口的CPU (CPU31x-2DP) 做智能从站。
1．组态智能从站，并编译2． 组态主站在主站的HW Config 中组态DP 口，并将其Operation Mode 设置成Dp master, 将目录中“profibus DP ”—“Configured Stations ” —“CUP 31x2DP ”拖拽到DP 网络上，配置“connect ”和“configuration ”属性，完成configuration 配置如上图所示。
（配置中的I/O 模块是虚拟的，用来实现数据交换，不能和自身I/O 模块的地址冲突 Unit ：一个word ，一个word 的发；All ：一起发MS 模式为主从模式，DX 模式为直接数据交换模式）通过PG 监控通讯3． 下装，监视通过MPI 将程序下装，由于找不到 虚拟IO 会使系统停机，将OB82,OB85下装，各自建立变量表，观察收发情况（可以切换到Profibus 网络，在通过profibus 进行同时监控，有可能发生不能同时监控的情况，在不能监控的模块里可以写一段move 指令。
）例如：三、CP342-5做主站，ET200做从站1． 将CP342-5组态为主站模块OB1: L IB 0 T QB 0 NOP 0 (IB0为实际模块)2． 组态ET2003． 编写程序（1） 将IW12发送到ET200的DO 模块。
通信技术第二章 Profibus现场总线通信系统的组建
(2)仅用一根双绞线进行数据通信和供电,进行控制、调节和监 视。
(3)可靠的串行数字传输,通过串行总线连接仪器仪表与控制系 统。
(4)适用于本质安全的应用区域，由于Profibus-PA行规，保证 了互操作性和互换性仪器仪表的维护和诊断信息。
（2）FMS提供一个 MMS-功能子集 （MMS 即 Manufacturing Message Specification, ISO9506)主要应用区域大数量的数据传输， 例如程序、数据块等若干个分散过程部分集成到一个公共过程中 智能站间的通信。
2.1 Profibus 基础
2.1.1 Profibus现场总线的分类 3.Profibus-FMS的特点
PA总线的结构
2.1 Profibus 基础
2.1.2Profibus总线的通信协议 2.Profibus现场总线的传输技术
(3) 光纤
光纤是一种采用玻璃作为传输介质，以光的形式传递信息的技术。 光纤电缆对电磁干扰 不敏感并能保证总线上站与站的电气隔离，允许 Profibus系统站之间的距离最大可过15km。
(1)用于DP和FMS的RS-485传输技术
RS-485总线结构
2.1 Profibus 基础
2.1.2Profibus总线的通信协议 2.Profibus现场总线的传输技术
(1)用于DP和FMS的RS-485传输技术
波特率/(kbit) 传输长度/m
传输速率所对应的最大传输长度 9.6 19.2 93.75 187.5 500 1500 1200 1200 1200 1000 40 Profibus 基础
Profibus教程-7.PROFIBUS-FMS
点对点广播和局部广播通信可以提供大量的产品如
变量参数程序均设计为对象
如变量数组记录如程序
访问此对象的号
此对象的数据类型
如
对象全名
对象的实六位地址如
用户定义
如布尔整数
如停机时间
这些部分是可选的
仅对某些设备存在
名字长度访问保护
OD 的第一个指针和长度
简单变量变量类型如整数
数组同类型的简单变量的数组记录
区域
事件
程序调用
变量表简单变量
设备都支持只有下划线的服务对其他服务的选择在行规中规定
开始停止继续复位删除开始停止
继续复位删除
站之间的数据传输通过通信关系来执行
主从从主主主
读请求指针
)文件包括所有相关设备的通信能力
在组态期间FMS 文件并将所有信息放入账号
中描述了文件的格式。
PROFIBUS集线器PB-Hub6产品手册说明书
具有中继功能的PROFIBUS 集线器PB-Hub6产品手册V 1.0PB-Hub2PB-Hub6PB-Hub3北京鼎实创新科技有限公司2010-3目录第一章产品概述 (2)1. 产品系列 (2)2. PROFIBUS集线器技术概念 (2)2. PROFIBUS集线器PB-Hub6主要用途 (3)3. 产品特点 (4)4．技术指标 (5)第二章产品结构、安装、指示灯 (6)1．产品外形 (6)2. 外形尺寸 (6)3. 安装 (6)4．电源 (7)5．指示灯 (7)6．上电步骤及故障排除 (8)第一章 产品概述具有中继功能的PROFIBUS 集线器PB-Hub6（以下简称PROFIBUS 集线器或集线器），应用于PROFIBUS 现场总线网络中，可将网络的总线型拓扑结构改变为树型结构或混合型结构，同时保留了中继器的技术功能。
本装置以方便工程现场的安装布线、增加网络的传输距离和站点个数为目的, 同时还具有网络隔离和通信诊断功能。
1. 产品系列PROFIBUS 集线器PB-Hub6是北京鼎实创新科技公司网络部件系列中的产品。
网络部件系列产品型谱见下表1-1所示:表1-1 网络部件系列产品列表：型号品名网络协议技术指标其他网络协议¾ 6 PROFIBUS DP 接口¾波特率自适应0~12M PROFIBUS 集线器 其他标准 PB-Hub6PROFIBUS¾无主/从端口之分别RS485网络¾物理层转换，与上层协议无关PB-Hub3同上 PROFIBUS其他标准 ¾3 PROFIBUS DP 接口RS-485网络 ¾其余同上PB-Hub2 PROFIBUS 中继器 PROFIBUS其他标准¾2 PROFIBUS DP 接口 RS-485网络¾其余同上¾波特率：9.6K~12M ，拨码开关设置¾光纤类型：多模玻璃光纤，波长850nm 其他标准 PB-OLM02 PROFIBUS 光纤模块 PROFIBUS¾光纤通讯距离：2Km RS485网络¾光纤接口类型：4×ST 口 ¾光纤链路模式：总线型，星型¾2×9孔D 型 PB-DS50BPROFIBUS 插头 PROFIBUS其他标准¾终端电阻开关 RS485网络 ¾诊断指示灯 ¾2×9孔D 型 CO-CNCT-2CANopen 插头 CANopen其他标准¾终端电阻开关 CAN 网络¾诊断指示灯2. PROFIBUS 集线器技术概念PROFIBUS-DP 采用基于RS485技术的物理层，是目前应用最普遍的一种形式。
《PROFIBUS通讯》课件
欢迎来到《PROFIBUS通讯》PPT课件！在本课程中，我们将一同探索 PROFIBUS通讯的各个方面，包括发展历程、应用领域、优势和特点以及工 作原理。
PROFIBUS通讯的发展历程
1
标准化开始
PROFIBUS在1994年开始标准化，成
技术升级
2
为全球工业通讯的重要标准之一。
3 灵活扩展
4 易于集成
PROFIBUS具有灵活的扩展性，可以根据 需求方便地添加、修改和调整网络设备。
PROFIBUS易于集成到现有系统中，提供 了快速、简便的设备之间的连接。
PROFIBUS通讯的工作原理
PROFIBUS通讯使用主从结构，主站负责控制通讯过程，从站负责接收和发 送数据。数据通过总线传输，并使用不同的协议进行通讯。
课程结论
通过本课程，您已经了解了PROF源自BUS通讯的各个方面，以及其在工业自动化和工厂自动化中的重要性 和应用。希望这些知识能够对您有所启发，谢谢！
工厂自动化
PROFIBUS也被广泛应用于工厂自动化领域，实现设备之间的快速集成和数据交换。
过程控制
在过程控制领域，PROFIBUS可以实现实时监控和控制各种过程变量。
PROFIBUS通讯的优势和特点
1 高度可靠
2 快速传输
PROFIBUS具有高度可靠的通讯性能，能 够在恶劣环境下稳定运行。
PROFIBUS支持高速传输，能够快速有效 地传递大量数据。
PROFIBUS通讯的实践案例
1
工业机器人应用
PROFIBUS被广泛应用于工业机器人系统中，实现各个组件之间的高速通讯和 协同工作。
2
制造业自动化
PROFIBUS在制造业自动化领域起到了至关重要的作用，实现了智能工厂的高 效运行。
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PROFIBUS的主站与从站
1 类主站：是中央控制器，有能力控制若干从站、 可完成总线通信控制与管理的设备。 PLC、PC 机等 可作为1类主站。 2 类主站：是编程装臵、诊断和管理设备，有能力 管理1类主站的组态数据和诊断数据的设备；具有 1 类主站所具有的通信能力，可完成站点的数据读写 、系统组态、监视、故障诊断等。例如编程器、操 作员工作站、操作员接口等都是2类主站。 从站：通信上从属于1类主站管理，提供I/O数据的 现场设备。例如驱动器、传感器、执行机构等带有 PROFIBUS接口的I/O现场设备都可以作为从站。
• PROFIBUS-PA具有本质安全特性，它实现了与FF总
线相同的IEC1158-2规定的通信规程。 PROFIBUS-
PA是PROFIBUS的过程自动化解决方案，PA将自动
化系统和过程控制系统与现场设备，如压力、温
度和液位变送器等连接起来，代替了4-20mA模拟
信号传输技术。因此，PA尤其适用于石油、化工
、冶金等行业的过程自动化控制系统。PA与DP网
段之间必须用耦合器相联。
本质安全
• 本质安全源于按GB3836.1-2000标准生产，专 供煤矿井下使用的防爆电器设备的分类，防爆电 器分为隔爆型、增安型、本质安全型等种类，本 质安全型电器设备的特征是其全部电路均为本质 安全电路，即在正常工作或规定的故障状态下产 生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混 合物的电路。也就是说该类电器不是靠外壳防爆 和充填物防爆，而是其电路在正常使用或出现故 障时产生的电火花或热效应的能量小于0.28mJ, 即瓦斯浓度为8.5%（最易爆炸的浓度）最小点 燃能量。
PROFIBUS 电缆长度 （对 RS 485）
传输速度与A型电缆传输距离的关系
波特率（ kBit/s） 线长（m, A类电缆） 9.6 1200 19.2 1200 93.75 1200 187.5 1000 500 400 1500 200 12000 100
传输速度在9.6Kbps-12Mbps之间可选，挂接在 同一条网段上的所有设备均需选用同一传输速 度 长度可以用中继器来延长
DP三个版本
• V0：规定周期性数据交换所需要的基本通 信功能。 • V1：包括有依据过程自动化的需求而增加 的功能，特别被用于参数赋值、操作、智 能化现场设备可视化，报警等非周期行数 据通信。报警类型有：状态报警，刷新报 警和制造商专用报警。 • V2： 有根据驱动技术的需求增加的其他功 能，如同步从站模式、驱动器标准化配置
一个主站在得到令牌后，可以主动发起与从站的数据交换。 主-从方式允许主站访问主站所控制的从站设备，主站可以 发送信息给从站或从从站获取信息，其数据传递如图所示。
主从方式（响应时间问题）
主站－从 站
在DP主站上处理轮询表的示意图
4.2 PROFIBUS通信协议
PROFIBUS的协议类型及其特点 PROFIBUS的物理层及其网络连接
PROFIBUS的三个子集
PROFIBUS应用范围
PROFIBUS的通信参考模型
PROFIBUS的组成
PROFIBUS的主站与从站
PROFIBUS的总线访问控制的特点
PROFIBUS概述
• PROFlBUS (Process Fieldbus的缩写)是一种 国际化的、开放的、不依赖于设备生产商的 现场总线标准。它广泛应用于制造业自动化 、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其 他自动化领域。
PROFIBUS的组成
PROFIBUS-DP
PROFIBUS-PA PROFIBUS-FMS
PROFIBUS的组成
• PROFIBUS-DP:用于传感器和执行器级的高速数据 传输，它以DIN19245的第一部分为基础，根据其 所需要达到的目标对通信功能加以扩充，DP的传 输速率可达12Mbit/s，一般构成单主站系统，主 站、从站间采用循环数据传输方式工作。版本分 为V0，V1，V2。
过程自动化，采用IEC61158-2通信规程，传输速率为
31.25Kbps，适用于有总线供电、本质安全要求的应用场合 PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification，现场 总线报文规范) 用于车间级的数据通信，可提供通信量大 的相关服务
PROFIBUS应用范围
令牌传递方式
主从通信（补充知识）
主站负责所有通信连接。
主站对从站依次逐一轮询（为保证每个从站都有机会 传送数据），形成严格的周期性报文传输。主站不停 地传送报文给从站，并等待相应的从站的应答报文。 从站如果收到一个正确无误的报文，且报文中的地址 与自己的地址相同，则需要应答，才能得到发送报文 的机会。 主站在规定的时间内收到应答报文，就表明主站与从 站之间已经建立好连接，可以进行数据传输了。
接收令牌后可用于完成通信任务的时间(TTH)
令牌实际循环时间TRR
连接在PROFIBUS网络的主站按它的总线地址的升序组成一个逻辑令牌环， 如图所示。控制令牌按顺序从一个主站传递到下一个主站。令牌提供访问总 线的权力，并通过特殊的令牌帧在主站间传递。具有HAS（最高站地址）的 主站将令牌传递给具有最低总线地址的主站，以使逻辑令牌环闭合。 主站－主站
PROFIBUS技术的发展经历了如下过程: • 1987年由德国SIEMENS公司等13家企业和5家研究机 构联合开发； • 1989年成为德国工业标准DIN19245； • 1996年成为欧洲标准EN50170V.2(PROFIBUS-FMSDP); • 1998年PROFIBUS-PA被纳入EN50170V.2；
13)使用两类站:主站 (主动站，具有总线存取 控制权)和从站 (被动站，没有总线存取控 制权)。
14)总线存取基于混合、分散、集中3种方式。
15)数据传输服务有两类: 非循环的:有/无应答要求的发送数据;有应答 要求的发送和请求数据。 循环的 (轮询):有应答要求的发送和请求数据
• 1999年PROFIBUS成为国际标准IEC61158的组成部分 (TYPEIII)；
• 2001年成为中国的机械行业标准JB/T10308-3-2001
PROFIBUS包含有三个子集
PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery，分散型外围设
备) 用于设备级分散I/O之间的通信，实现分布式控制系统 设备间的高速数据传输，传输速率在9.6Kbps～12Mbps之间 可选。 PROFIBUS-PA（Process Automation，过程自动化) 用于
7)介质、距离、站点数取决于信号特性。
8)传输速率取决于网络拓扑和总线长度，从 9.6kbit/s到l2Mbit/s不等。 9)可选第二种介质(冗余)。
10)在传输时，使用半双工，异步，滑差 (Slipe)保护同步 。 11)报文数据的完整性，用海明距离 (HD)=4
12)地址定义范围为:0～127(对广播相群播而 言，127是全局地址)。
其中FMS还采用了第7层（应用层）,另外增加
了用户层。采用TOKEN-PASSING方式。
• PROFIBUS-DP和PROFIBUS-FMS的第1层和第2层
相同， PROFIBUS-FMS有第7层，PROFIBUS-DP
无第7层。PROFIBUS-PA有第1层和第2层，但 与DP/FMS有区别，无第7层。
DP- 主 ( 2 类)
DP- 主 ( 1 类)
CNC
PROFIBUS - DP
分散的 I/O
分散的 I/O
PROFIBUS-P
DP - 从
总线访问
混合总线访问协议 主站间的逻辑令牌环
主从站间的主从协议
主站 主站在一个限定时间内 (Token Hold Time) 对总线有控制权 从站 从站只是响应一个主站的请求，它们对总线 没有控制权
• PROFIBUS家族新的行规：p187
PROFIBUS-DP多主系统
若干个 DP-主可以用读功能 访问一个 DP-从 PROFIBUS-DP 多主系统的组成: - 多个主设备 (1 类 or 2 类) - 1 到最多124 个 DP-从 - 在同一个总线上最多126 个设备
PC PLC
DP- 主 ( 1 类)
PROFIBUS的通信参考模型
PROFIBUS协议的特点
1) 不支持长信息段>235B 2)不支持短信息组块功能
3)本规范不提供由网络层支持运行的功能
4)除规定的最小组态外，根据应用需求可以 建立任意的服务子集。 5)其他功能是可选的，如口令保护方法等。
6)网络拓扑是总线形，两端带终端器或不带 终端器。
e.g., I / O
PLC
PLC / PC
PROFIBUS 总线访问方式
多主令牌环，主-从通信
主动站、主设备
PLC
PC
PLC
PROFIBUS
被动站、从设备
令牌调度原理
在多主网络中，令牌调度必须确保：
每个主站有足够的时间完成它的通信任务
目标令牌循环时间 (TTR)
站点的令牌持有时间（TTH）
RS-485的物理连接 PA总线的物理连接
PROFIBUS的数据链路层
数据传输功能 报文帧的格式和定义
PROFIBUS的应用层 PROFIBUS的MAC协议
PROFIBUS的传递令牌
逻辑环的管理
PROFIBUS的协议类型
• PROFIBUS通信模型参照了ISO/OSI参考模型的
第1层（物理层）和第2层（数据链路层），
教学难点：PROFIBUS的通信协议
第4章 PROFIBUS
4.1 PROFIBUS概述 4.2 PROFIBUS的通信协议 4.3 PROFIBUS-DP
4.4 PROFIBUS站点的开发与实现
4.5 PROFIBUS-PA