2.3 PROFIBUS-DP

    PROFIBUS-DP用于現場(chǎng)層的高速數據傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息?？偩€(xiàn)循環(huán)時(shí)間必須要比主站（PLC）程序循環(huán)時(shí)間短。除周期性用戶(hù)數據傳輸外，PROFIBUS-DP還提供智能化現場(chǎng)設備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報警處理。

2.3.1 PROFIBUS-DP的基本功能

    (1) 傳輸技術(shù)：RS-485雙絞線(xiàn)、雙線(xiàn)電纜或光纜。波特率從9.6Kbit/s到12Mbit/s。

    (2) 總線(xiàn)存?。焊髦髡鹃g令牌傳遞，主站與從站間為主-從傳送。支持單主或多主系統?？偩€(xiàn)上最多站點(diǎn)（主-從設備）數為126。

    (3) 通信：點(diǎn)對點(diǎn)（用戶(hù)數據傳送）或廣播（控制指令）。循環(huán)主-從用戶(hù)數據傳送和非循環(huán)主-主數據傳送。

    (4) 運行模式：運行、清除、停止。

    (5) 同步：控制指令允許輸入和輸出同步。同步模式：輸出同步；鎖定模式：輸入同步。

    (6) 功能：DP主站和DP從站間的循環(huán)用戶(hù)數據傳送。各DP從站的動(dòng)態(tài)激活和可激活。DP從站組態(tài)的檢查。強大的診斷功能，三級診斷信息。輸入或輸出的同步。通過(guò)總線(xiàn)給DP從站賦予地址。通過(guò)總線(xiàn)對DP主站（DPM1）進(jìn)行配置。每DP從站的輸入和輸出數據最大為246字節。

    (7) 可靠性和保護機制：所有信息的傳輸按海明距離HD=4進(jìn)行。DP從站帶看門(mén)狗定時(shí)器（Watchdog Timer）。對DP從站的輸入/輸出進(jìn)行存取保護。DP主站上帶可變定時(shí)器的用戶(hù)數據傳送監視。

    (8) 設備類(lèi)型：第二類(lèi)DP主站（DPM2）是可進(jìn)行編程、組態(tài)、診斷的設備。第一類(lèi)DP主站（DPM1）是中央可編程序控制器，如PLC、PC等。DP從站是帶二進(jìn)制值或模擬量輸入輸出的驅動(dòng)器、閥門(mén)等。

2.3.1.1 PROFIBUS-DP基本特征

    (1) 速率：在一個(gè)有著(zhù)32個(gè)站點(diǎn)的分布系統中，PROFIBUS-DP對所有站點(diǎn)傳送512 bit/s輸入和512 bit/s輸出，在12M bit/s時(shí)只需1毫秒。

    (2) 診斷功能：經(jīng)過(guò)擴展的PROFIBUS-DP診斷能能對故障進(jìn)行快速定位。診斷信息在總線(xiàn)上傳輸并由主站采集。診斷信息分三級：

        · 本站診斷操作：本站設備的一般操作狀態(tài)，如溫度過(guò)高、壓力過(guò)低。

        · 模塊診斷操作：一個(gè)站點(diǎn)的某具體I/O模塊故障。

        · 通道診斷操作：一個(gè)單獨輸入/輸出位的故障。

2.3.1.2 PROFIBUS-DP系統配置和設備類(lèi)型

    PROFIBUS-DP允許構成單主站或多主站系統。在同一總線(xiàn)上最多可連接126個(gè)站點(diǎn)。系統配置的描述包括：站數、站地址、輸入/輸出地址、輸入/輸出數據格式、診斷信息格式及所使用的總線(xiàn)參數。每個(gè)PROFIBUS-DP系統可包括以下三種不同類(lèi)型設備：

   (1) 一級DP主站（DPM1）：一級DP主站是中央控制器，它在預定的信息周期內與分散的站（如DP從站）交換信息。典型的DPM1如PLC或PC。

   (2) 二級DP主站（DPM2）：二級DP主站是編程器、組態(tài)設備或操作面板，在DP系統組態(tài)操作時(shí)使用，完成系統操作和監視目的。

   (3) DP從站：DP從站是進(jìn)行輸入和輸出信息采集和發(fā)送的外圍設備（I/O設備、驅動(dòng)器、HMI、閥門(mén)等）。

   (4) 單主站系統：在總線(xiàn)系統的運行階段，只有一個(gè)活動(dòng)主站。如圖2-5所示：

    (2) 多主站系統：總線(xiàn)上連有多個(gè)主站。這些主站與各自從站構成相互獨立的子系統。每個(gè)子系統包括一個(gè)DPM1、指定的若干從站及可能的DPM2設備。任何一個(gè)主站均可讀取DP從站的輸入/輸出映象，但只有一個(gè)DP主站允許對DP從站寫(xiě)入數據。如圖2-6所示：

 

2.3.1.3 系統行為

   系統行為主要取決于DPM1的操作狀態(tài)，這些狀態(tài)由本地或總線(xiàn)的配置設備所控制。主要有以下三種狀態(tài)：

     · 停止：在這種狀態(tài)下，DPM1和DP從站之間沒(méi)有數據傳輸。

     · 清除：在這種狀態(tài)下，DPM1讀取DP從站的輸入信息并使輸出信息保持在故障安全狀態(tài)。

     · 運行：在這種狀態(tài)下，DPM1處于數據傳輸階段，循環(huán)數據通信時(shí)，DPM1從DP從站讀取輸入信息并向從站寫(xiě)入輸出信息。

    (1) DPM1設備在一個(gè)預先設定的時(shí)間間隔內，以有選擇的廣播方式將其本地狀態(tài)周期性地發(fā)送到每一個(gè)有關(guān)的DP從站。如圖2-6所示。

    (2) 如果在DPM1的數據傳輸階段中發(fā)生錯誤，DPM1將所有有關(guān)的DP從站的輸出數據立即轉入清除狀態(tài)，而DP從站將不在發(fā)送用戶(hù)數據。在次之后，DPM1轉入清除狀態(tài)。

 

 

 

2.3.1.4 DPM1和DP從站間的循環(huán)數據傳輸
     DPM1和相關(guān)DP從站之間的用戶(hù)數據傳輸是由DPM1按照確定的遞歸順序自動(dòng)進(jìn)行。在對總線(xiàn)系統進(jìn)行組態(tài)時(shí)，用戶(hù)對DP從站與DPM1的關(guān)系作出規定，確定哪些DP從站被納入信息交換的循環(huán)周期，哪些被排斥在外。
     DPM1和DP從站間的數據傳送分三個(gè)階段：參數設定、組態(tài)、數據交換。在參數設定階段，每個(gè)從站將自己的實(shí)際組態(tài)數據與從DPM1接受到的組態(tài)數據進(jìn)行比較。只有當實(shí)際數據與所需的組態(tài)數據相匹配時(shí)，DP從站才進(jìn)入用戶(hù)數據傳輸階段。因此，設備類(lèi)型、數據格式、長(cháng)度以及輸入輸出數量必須與實(shí)際組態(tài)一致。
2.3.1.5 DPM1和系統組態(tài)設備間的循環(huán)數據傳輸
     除主-從功能外，PROFIBUS-DP允許主-主之間的數據通信，這些功能使組態(tài)和診斷設備通過(guò)總線(xiàn)對系統進(jìn)行組態(tài)。

2.3.1.6 同步和鎖定模式
     除DPM1設備自動(dòng)執行的用戶(hù)數據循環(huán)傳輸外，DP主站設備也可向單獨的DP從站、一組從站或全體從站同時(shí)發(fā)送控制命令。這些命令通過(guò)有選擇的廣播命令發(fā)送的。使用這一功能將打開(kāi)DP從站的同步及鎖定模式，用于DP從站的事件控制同步。
主站發(fā)送同步命令后，所選的從站進(jìn)入同步模式。在這種模式中，所編址的從站輸出數據鎖定在當前狀態(tài)下。在這之后的用戶(hù)數據傳輸周期中，從站存儲接收到輸出的數據，但它的輸出狀態(tài)保持不變；當接收到下一同步命令時(shí)，所存儲的輸出數據才發(fā)送到外圍設備上。用戶(hù)可通過(guò)非同步命令退出同步模式。
     鎖定控制命令使得編址的從站進(jìn)入鎖定模式。鎖定模式將從站的輸入數據鎖定在當前狀態(tài)下，直到主站發(fā)送下一個(gè)鎖定命令時(shí)才可以更新。用戶(hù)可以通過(guò)非鎖定命令退出鎖定模式。

2.3.1.7 保護機制
     對DP主站DPM1使用數據控制定時(shí)器對從站的數據傳輸進(jìn)行監視。每個(gè)從站都采用獨立的控制定時(shí)器。在規定的監視間隔時(shí)間中，如數據傳輸發(fā)生差錯，定時(shí)器就會(huì )超時(shí)。一旦發(fā)生超時(shí)，用戶(hù)就會(huì )得到這個(gè)信息。如果錯誤自動(dòng)反應功能"使能"，DPM1將脫離操作狀態(tài)，并將所有關(guān)聯(lián)從站的輸出置于故障安全狀態(tài)，并進(jìn)入清除狀態(tài)。
     對DP從站使用看門(mén)狗控制器檢測主站和傳輸線(xiàn)路故障。如果在一定的時(shí)間間隔內發(fā)現沒(méi)有主機的數據通信，從站自動(dòng)將輸出進(jìn)入故障安全狀態(tài)。