第5章 PROFIBUS通信原理

1、電氣與自動化工程學(xué)院三江學(xué)院第四章第四章 PROFIBUS通信原理通信原理現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用2 2022-6-164.1 PROFIBUS的通信模型的通信模型 4.2 PROFIBUS的物理層的物理層 4.3 PROFIBUS的數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)鏈路層 本章的主要內(nèi)容本章的主要內(nèi)容4.5 PROFIBUS FMS的應(yīng)用層與用戶接口的應(yīng)用層與用戶接口 4.4 PROFIBUS DP/PA的用戶接口與行規(guī)的用戶接口與行規(guī) 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用3 2022-6-164.1 PROFIBUS的通信模型的通信模型 4.1.1 PROFIBUS協(xié)議組成協(xié)議組成 4.1.2 PROFIBUS 的通信模型概述的通

2、信模型概述 4.1.3 PROFIBUS 的通信方式概述的通信方式概述 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用4 2022-6-164.1.1 PROFIBUS協(xié)議組成協(xié)議組成 2003 2003年公布的現(xiàn)場總線年公布的現(xiàn)場總線IEC61158IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)中，國際標(biāo)準(zhǔn)中，第三種類型為第三種類型為PROFIBUSPROFIBUS總線。同時(shí)它也是德國標(biāo)總線。同時(shí)它也是德國標(biāo)準(zhǔn)（準(zhǔn)（DIN19245DIN19245）和歐洲標(biāo)準(zhǔn)（）和歐洲標(biāo)準(zhǔn)（EN50170EN50170）的現(xiàn)）的現(xiàn)場總線。在場總線。在20012001年年P(guān)ROFIBUSPROFIBUS被定為中國的國家被定為中國的國家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)JB/T1030

3、10.3-2001JB/T103010.3-2001?，F(xiàn)場總線原理及應(yīng)用5 2022-6-164.1.1 PROFIBUS協(xié)議組成協(xié)議組成 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DPPROFIBUS-FMSPROFIBUS-FMSPROFIBUS-PAPROFIBUS-PAPROFIBUS現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用6 2022-6-164.1.1 PROFIBUS協(xié)議組成協(xié)議組成 用于分散外設(shè)與控制設(shè)備間的高速數(shù)據(jù)傳輸，適用于用于分散外設(shè)與控制設(shè)備間的高速數(shù)據(jù)傳輸，適用于加工自動化領(lǐng)域，可以取代加工自動化領(lǐng)域，可以取代4 420mA20mA的模擬信號傳輸。的模擬信號傳輸。 PROFIBUS-DPPR

4、OFIBUS-DP使用了使用了ISO/OSIISO/OSI模型的第模型的第1 1層（物理層）、層（物理層）、第第2 2層（數(shù)據(jù)鏈路層）和用戶層，使網(wǎng)絡(luò)獲得較高的傳輸層（數(shù)據(jù)鏈路層）和用戶層，使網(wǎng)絡(luò)獲得較高的傳輸速率。速率。PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP特別適合于特別適合于PLCPLC與現(xiàn)場級分布式與現(xiàn)場級分布式I/OI/O（如（如SiemensSiemens的的ET200ET200）設(shè)備之間的通信。）設(shè)備之間的通信。 （1）PROFIBUS-DPDecentralized Periphery，分布式外圍設(shè)備，分布式外圍設(shè)備現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用7 2022-6-164.1.1 PRO

5、FIBUS協(xié)議組成協(xié)議組成 PROFIBUS-PA PROFIBUS-PA（Process AutomationProcess Automation）是專為過程）是專為過程自動化設(shè)計(jì)的總線類型，使用的是擴(kuò)展的自動化設(shè)計(jì)的總線類型，使用的是擴(kuò)展的PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP協(xié)協(xié)議，此外還描述了現(xiàn)場設(shè)備行為的議，此外還描述了現(xiàn)場設(shè)備行為的PAPA行規(guī)。行規(guī)。 其傳輸技術(shù)使用的是其傳輸技術(shù)使用的是IEC1158-2IEC1158-2，確保了本質(zhì)安全和系，確保了本質(zhì)安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并通過總線對現(xiàn)場設(shè)備供電。統(tǒng)的穩(wěn)定性，并通過總線對現(xiàn)場設(shè)備供電。 PROFIBUS-PAPROFIBU

6、S-PA廣泛應(yīng)用于化工和石油生產(chǎn)等領(lǐng)域。廣泛應(yīng)用于化工和石油生產(chǎn)等領(lǐng)域。（2）PROFIBUS-PA現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用8 2022-6-164.1.1 PROFIBUS協(xié)議組成協(xié)議組成 適用于紡適用于紡 織、樓宇自動化、可編程序控制器和低壓開織、樓宇自動化、可編程序控制器和低壓開關(guān)等。除了關(guān)等。除了OSIOSI的第的第1 1層和第層和第2 2層，層，PROFIBUS-FMSPROFIBUS-FMS還使用了還使用了第第7 7層，即應(yīng)用層，因此該協(xié)議向用戶提供了功能很強(qiáng)的通層，即應(yīng)用層，因此該協(xié)議向用戶提供了功能很強(qiáng)的通信服務(wù)。主要用于車間級的不同供應(yīng)商的自動化之間傳輸數(shù)信服務(wù)。主要用于車間級的不

7、同供應(yīng)商的自動化之間傳輸數(shù)據(jù)。據(jù)。 （3）PROFIBUS-FMSField bus Message Specification現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用9 2022-6-164.1 PROFIBUS的通信模型的通信模型 4.1.1 PROFIBUS協(xié)議組成協(xié)議組成 4.1.2 PROFIBUS 的通信模型概述的通信模型概述 4.1.3 PROFIBUS 的通信方式概述的通信方式概述 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用10 2022-6-164.1.2 PROFIBUS 通信協(xié)議模型通信協(xié)議模型現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用11 2022-6-164.1.2 PROFIBUS 通信協(xié)議模型通信協(xié)議

8、模型 PROFIBUS PROFIBUS只使用了只使用了ISO/OSIISO/OSI的第的第1 1層、第層、第2 2層層和第和第7 7層，第層，第3 3層至第層至第6 6層沒有使用，另外在應(yīng)用層層沒有使用，另外在應(yīng)用層之上外加了一個(gè)用戶層，是之上外加了一個(gè)用戶層，是PROFIBUSPROFIBUS的行規(guī)。的行規(guī)。 PROFIBUSPROFIBUS的協(xié)議模型的結(jié)構(gòu)比較簡潔，這樣的協(xié)議模型的結(jié)構(gòu)比較簡潔，這樣做提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，也符合工業(yè)通信實(shí)時(shí)做提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩卜瞎I(yè)通信實(shí)時(shí)性高、數(shù)據(jù)量小的特點(diǎn)和要求。性高、數(shù)據(jù)量小的特點(diǎn)和要求。 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用12 2022-6-164.1.

9、2 PROFIBUS 通信協(xié)議模型通信協(xié)議模型 FMS FMS和和DPDP的物理層相同，為的物理層相同，為EIA485EIA485或光纖，或光纖，所以所以FMSFMS和和DPDP可以使用同一根電纜進(jìn)行各自的通可以使用同一根電纜進(jìn)行各自的通信；信； PAPA的物理層使用的物理層使用MBPMBP（IEC61158-2IEC61158-2）（Manchester code Bus PoweredManchester code Bus Powered）技術(shù)，需）技術(shù)，需要通過要通過DP/PADP/PA的網(wǎng)絡(luò)接口集成到的網(wǎng)絡(luò)接口集成到DPDP網(wǎng)絡(luò)中。網(wǎng)絡(luò)中。 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用13 2022-6-164

10、.1.2 PROFIBUS 通信協(xié)議模型通信協(xié)議模型 FMS FMS、DPDP和和PAPA的數(shù)據(jù)鏈路層（的數(shù)據(jù)鏈路層（FDLFDL）是完全）是完全相同的，它們的數(shù)據(jù)通信基本協(xié)議是相同的，所相同的，它們的數(shù)據(jù)通信基本協(xié)議是相同的，所以它們可以存在于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。以它們可以存在于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。 雖然雖然PAPA的物理層與的物理層與DPDP不同，但由于不同，但由于PAPA也使也使用用DP-V0DP-V0的基本報(bào)文協(xié)議，所以的基本報(bào)文協(xié)議，所以DPDP和和PAPA可以互相可以互相通信；通信；現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用14 2022-6-164.1.2 PROFIBUS 通信協(xié)議模型通信協(xié)議模型 雖然雖然FMS

11、FMS與與DPDP有相同的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，有相同的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，但由于但由于FMSFMS的第的第7 7層規(guī)范只適合于層規(guī)范只適合于FMSFMS裝置，所以裝置，所以FMSFMS不能和不能和DPDP和和PAPA交換數(shù)據(jù)。有些站點(diǎn)同時(shí)作為交換數(shù)據(jù)。有些站點(diǎn)同時(shí)作為FMSFMS和和DPDP的站點(diǎn)，稱為混合主站，混合主站運(yùn)行的站點(diǎn)，稱為混合主站，混合主站運(yùn)行兩種通信協(xié)議兩種通信協(xié)議 ?，F(xiàn)場總線原理及應(yīng)用15 2022-6-164.1 PROFIBUS的通信模型的通信模型 4.1.1 PROFIBUS協(xié)議組成協(xié)議組成 4.1.2 PROFIBUS 的通信模型概述的通信模型概述 4.1.3 PRO

12、FIBUS 的通信方式概述的通信方式概述 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用16 2022-6-164.1.3 PROFIBUS 通信方式概述通信方式概述 PROFIBUS PROFIBUS支持主從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從混支持主從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從混合系統(tǒng)等幾種模式。主站與主站之間采用的是令牌的傳輸合系統(tǒng)等幾種模式。主站與主站之間采用的是令牌的傳輸方式，主站在獲得令牌后通過輪詢的方式與從站通信。方式，主站在獲得令牌后通過輪詢的方式與從站通信。 若只有一個(gè)主站，且有多個(gè)從站，則為主從系統(tǒng)；若只有一個(gè)主站，且有多個(gè)從站，則為主從系統(tǒng)； 若只有多個(gè)主站，沒有從站，則為純主站系統(tǒng)；若只有多個(gè)主站，沒有從站

13、，則為純主站系統(tǒng)； 有多個(gè)主站，每個(gè)主站均有隸屬于自己的多個(gè)從站，則有多個(gè)主站，每個(gè)主站均有隸屬于自己的多個(gè)從站，則為多主多從混合系統(tǒng)，為多主多從混合系統(tǒng)， 多主多從混合系統(tǒng)是多主多從混合系統(tǒng)是PROFIBUSPROFIBUS的一般情況，主站與主的一般情況，主站與主站之間為令牌方式，主站與從站之間是主從方式。站之間為令牌方式，主站與從站之間是主從方式?，F(xiàn)場總線原理及應(yīng)用17 2022-6-164.1.3 PROFIBUS 通信方式概述通信方式概述現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用18 2022-6-164.2 PROFIBUS的物理層的物理層 4.2.1 PROFIBUS FMS/DP 的物理層的物理層 PR

14、OFIBUS-FMSPROFIBUS-FMS和和PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP物理層相同物理層相同 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用19 2022-6-16 使用雙絞線的傳輸速率有使用雙絞線的傳輸速率有9.6kbit/s9.6kbit/s、19.2kbit/s19.2kbit/s、93.75kbit/s93.75kbit/s、187.5kbit/s187.5kbit/s、500kbit/s500kbit/s、1500kbit/s1500kbit/s、12 12 000kbit/s000kbit/s， 隨著通信速率的增加，傳輸距離也相應(yīng)地降低為隨著通信速率的增加，傳輸距離也相應(yīng)地降低為1200m

15、1200m、1200m1200m、1200m1200m、1000m1000m、400m400m、200m200m、100m100m。這里。這里的傳輸距離指不加中繼器情況下的距離。的傳輸距離指不加中繼器情況下的距離。4.2.1 FMS/DP 的物理層的物理層 一、傳輸速率與通信距離一、傳輸速率與通信距離現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用20 2022-6-16 由于總線驅(qū)動能力的限制，由于總線驅(qū)動能力的限制，PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP物理層需要分物理層需要分段。段。每個(gè)網(wǎng)段最多允許有每個(gè)網(wǎng)段最多允許有3232個(gè)節(jié)點(diǎn)，電纜長度最長為個(gè)節(jié)點(diǎn)，電纜長度最長為10001000米，米，如圖所示。在應(yīng)用中

16、，實(shí)際允許的電纜長度與波特率有關(guān)。如圖所示。在應(yīng)用中，實(shí)際允許的電纜長度與波特率有關(guān)。當(dāng)站點(diǎn)數(shù)量或傳輸距離超過限制時(shí)，均需要增加中繼器，當(dāng)站點(diǎn)數(shù)量或傳輸距離超過限制時(shí)，均需要增加中繼器，以保證總線的驅(qū)動能力。以保證總線的驅(qū)動能力。 4.2.1 FMS/DP 的物理層的物理層 二、通信網(wǎng)段二、通信網(wǎng)段現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用21 2022-6-164.2.1 FMS/DP 的物理層的物理層 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用22 2022-6-16 PROFIBUS PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以采用總線型、環(huán)形以及網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以采用總線型、環(huán)形以及冗余等結(jié)構(gòu)。使用雙絞線作為傳輸介質(zhì)時(shí)，一般采用總線冗余等結(jié)構(gòu)

17、。使用雙絞線作為傳輸介質(zhì)時(shí)，一般采用總線型結(jié)構(gòu)。型結(jié)構(gòu)。4.2.1 FMS/DP 的物理層的物理層 三、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用23 2022-6-164.2.1 FMS/DP 的物理層的物理層 四、終端電阻四、終端電阻 EIA485 EIA485要求必須按其特征阻抗進(jìn)行終端匹配。所謂終要求必須按其特征阻抗進(jìn)行終端匹配。所謂終端匹配就是在信號傳輸線的兩頭各串入一個(gè)與電纜特征阻端匹配就是在信號傳輸線的兩頭各串入一個(gè)與電纜特征阻抗相等的電阻。任何一個(gè)網(wǎng)段中，總線上終端匹配電阻數(shù)抗相等的電阻。任何一個(gè)網(wǎng)段中，總線上終端匹配電阻數(shù)目為目為2 2，配置在總線上兩端的位置上。，配置在總線上兩

18、端的位置上?，F(xiàn)場總線原理及應(yīng)用24 2022-6-164.2.1 FMS/DP 的物理層的物理層 在在PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP規(guī)范中，其終端匹配電阻為規(guī)范中，其終端匹配電阻為220220歐。歐。 PROFIBUSPROFIBUS的網(wǎng)絡(luò)接口的接頭上均配有終端電阻，在使的網(wǎng)絡(luò)接口的接頭上均配有終端電阻，在使用時(shí)，要保證處于兩端位置的接頭的終端電阻選擇開關(guān)為用時(shí)，要保證處于兩端位置的接頭的終端電阻選擇開關(guān)為“ON”O(jiān)N”， 而處于中間位置的接頭的終端電阻選擇開關(guān)為而處于中間位置的接頭的終端電阻選擇開關(guān)為“OFF”O(jiān)FF”。 為了使兩端的站點(diǎn)也連接在網(wǎng)絡(luò)中，處于兩端為了使兩端的站點(diǎn)

19、也連接在網(wǎng)絡(luò)中，處于兩端位置的接頭的位置的接頭的PROFIBUSPROFIBUS電纜一定要接入電纜一定要接入“IN”IN”組端子，組端子，而不能接而不能接“OUT”O(jiān)UT”組端子。組端子。現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用25 2022-6-164.2.2 PA 的物理層的物理層 PROFIBUS-PA PROFIBUS-PA 以以PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP 為基礎(chǔ)，覆蓋了過程自為基礎(chǔ)，覆蓋了過程自動化的整個(gè)過程。同時(shí)，它的傳輸技術(shù)也符合國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)動化的整個(gè)過程。同時(shí)，它的傳輸技術(shù)也符合國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的過程控制的特殊需求。定的過程控制的特殊需求。 PROFIBUS-PA PROFIBUS-P

20、A 的物理層通過一根電纜（兩根導(dǎo)線）同的物理層通過一根電纜（兩根導(dǎo)線）同時(shí)實(shí)現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)以及對時(shí)實(shí)現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)以及對PA PA 總線上的設(shè)備、儀表進(jìn)行供電。總線上的設(shè)備、儀表進(jìn)行供電。現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用26 2022-6-164.2.2 PA 的物理層的物理層 過程自動化的應(yīng)用場合，分為一般場合和危險(xiǎn)區(qū)域。過程自動化的應(yīng)用場合，分為一般場合和危險(xiǎn)區(qū)域。在一般場合可使用普通型在一般場合可使用普通型PROFIBUS-PA PROFIBUS-PA 總線技術(shù)；在危總線技術(shù)；在危險(xiǎn)區(qū)，需要使用符合險(xiǎn)區(qū)，需要使用符合IEC61158-2 IEC61158-2 的本安型的本安型PROFIBUS-PAPROFIB

21、US-PA技術(shù)。技術(shù)。 PROFIBUS-PA PROFIBUS-PA 現(xiàn)場總線通過轉(zhuǎn)換器件可連接和集成到現(xiàn)場總線通過轉(zhuǎn)換器件可連接和集成到使用使用EIA485 EIA485 或使用光纖傳輸?shù)幕蚴褂霉饫w傳輸?shù)腜ROFIBUS DPPROFIBUS DP系統(tǒng)中。系統(tǒng)中。 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用27 2022-6-164.2.2 PA 的物理層的物理層 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用28 2022-6-164.3 PROFIBUS的數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)鏈路層 4.3.1 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層概述數(shù)據(jù)鏈路層概述4.3.2 數(shù)據(jù)鏈路層提供的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路層提供的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) 4.3.3 數(shù)據(jù)鏈路層的令牌管理數(shù)

22、據(jù)鏈路層的令牌管理4.3.4 數(shù)據(jù)鏈路層的主從網(wǎng)絡(luò)原理數(shù)據(jù)鏈路層的主從網(wǎng)絡(luò)原理4.3.5 幀幀現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用29 2022-6-164.3.1 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層概述數(shù)據(jù)鏈路層概述 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層是是PROFIBUSPROFIBUS協(xié)議的第二層，它介于物理層協(xié)議的第二層，它介于物理層與應(yīng)用層之間。設(shè)立數(shù)據(jù)鏈路層的主要目的是將一條原始與應(yīng)用層之間。設(shè)立數(shù)據(jù)鏈路層的主要目的是將一條原始的、有差別的物理線路變?yōu)閷?yīng)用層無差別的數(shù)據(jù)鏈路。的、有差別的物理線路變?yōu)閷?yīng)用層無差別的數(shù)據(jù)鏈路。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，數(shù)據(jù)鏈路層必須執(zhí)行鏈路管理、幀傳為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，數(shù)據(jù)鏈路層必須執(zhí)行鏈路管理、幀

23、傳輸、流量控制、差錯控制等功能。輸、流量控制、差錯控制等功能。 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用30 2022-6-164.3.1 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層概述數(shù)據(jù)鏈路層概述 數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路可以粗略地理解為數(shù)據(jù)通道。物理層要為終端可以粗略地理解為數(shù)據(jù)通道。物理層要為終端設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及其連接。媒體是長期的，設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及其連接。媒體是長期的，連接是有生存期的。在連接生存期內(nèi)，收發(fā)兩端可以進(jìn)行連接是有生存期的。在連接生存期內(nèi)，收發(fā)兩端可以進(jìn)行不等的一次或多次數(shù)據(jù)通信。每次通信都要經(jīng)過建立通信不等的一次或多次數(shù)據(jù)通信。每次通信都要經(jīng)過建立通信聯(lián)絡(luò)和拆除通信聯(lián)絡(luò)的過程。這種建立起

24、來的數(shù)據(jù)收發(fā)關(guān)聯(lián)絡(luò)和拆除通信聯(lián)絡(luò)的過程。這種建立起來的數(shù)據(jù)收發(fā)關(guān)系就叫做數(shù)據(jù)鏈路系就叫做數(shù)據(jù)鏈路. .?，F(xiàn)場總線原理及應(yīng)用31 2022-6-164.3.1 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層概述數(shù)據(jù)鏈路層概述 PROFIBUSPROFIBUS的數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)生成和管理數(shù)據(jù)幀，控制負(fù)責(zé)生成和管理數(shù)據(jù)幀，控制和維護(hù)各站點(diǎn)對公共的總線的占用。和維護(hù)各站點(diǎn)對公共的總線的占用。PROFIBUSPROFIBUS對總線的管對總線的管理是按照令牌和主從相結(jié)合的方式進(jìn)行的。理是按照令牌和主從相結(jié)合的方式進(jìn)行的。 所有主動站點(diǎn)之間是通過令牌方式控制總線的，主站和所有主動站點(diǎn)之間是通過令牌方式控制總線的，主站

25、和從站之間是主從方式。從站之間是主從方式。 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用32 2022-6-164.3.1 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層概述數(shù)據(jù)鏈路層概述 PROFIBUS PROFIBUS系統(tǒng)采用由混合介質(zhì)存取方式實(shí)現(xiàn)的控制介系統(tǒng)采用由混合介質(zhì)存取方式實(shí)現(xiàn)的控制介質(zhì)存?。嘿|(zhì)存?。?對應(yīng)于令牌傳遞原理的分散方式是以對應(yīng)于主從原理的對應(yīng)于令牌傳遞原理的分散方式是以對應(yīng)于主從原理的集中方式為基礎(chǔ)的。介質(zhì)存取控制可以被每一個(gè)主站（主集中方式為基礎(chǔ)的。介質(zhì)存取控制可以被每一個(gè)主站（主動站）使用。從站（被動站）的作用是隨時(shí)地聽從于介質(zhì)動站）使用。從站（被動站）的作用是隨時(shí)地聽從于介質(zhì)存取，即它們不能獨(dú)立地發(fā)起通信，

26、只是在有請求時(shí)才發(fā)存取，即它們不能獨(dú)立地發(fā)起通信，只是在有請求時(shí)才發(fā)送。送。 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用33 2022-6-164.3.2 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)1.1.發(fā)送數(shù)據(jù)需應(yīng)答（發(fā)送數(shù)據(jù)需應(yīng)答（SDASDA）2.2.發(fā)送數(shù)據(jù)無需應(yīng)答（發(fā)送數(shù)據(jù)無需應(yīng)答（SDNSDN）3.3.發(fā)送并請求數(shù)據(jù)需回答（發(fā)送并請求數(shù)據(jù)需回答（SRDSRD）4.4.循環(huán)地發(fā)送并請求數(shù)據(jù)需回答（循環(huán)地發(fā)送并請求數(shù)據(jù)需回答（CSRDCSRD）現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用34 2022-6-161 1、發(fā)送數(shù)據(jù)需應(yīng)答（、發(fā)送數(shù)據(jù)需應(yīng)答（SDASDA） 此服務(wù)允許主站中的此服務(wù)允許主站中的FDLFDL（第（第2 2層

27、）用戶（以下稱本地層）用戶（以下稱本地用戶）發(fā)送用戶數(shù)據(jù)（用戶）發(fā)送用戶數(shù)據(jù)（Link_Service_data_unitLink_Service_data_unit，L-sduL-sdu）給一個(gè)遠(yuǎn)程站。在遠(yuǎn)程站，如果接收無誤，則給一個(gè)遠(yuǎn)程站。在遠(yuǎn)程站，如果接收無誤，則L-sduL-sdu被被FDLFDL傳送給用戶（以下稱遠(yuǎn)程用戶）。本地用戶接收關(guān)于用戶傳送給用戶（以下稱遠(yuǎn)程用戶）。本地用戶接收關(guān)于用戶數(shù)據(jù)收到或未收到的一個(gè)確認(rèn)。如果在傳輸期間出現(xiàn)錯誤，數(shù)據(jù)收到或未收到的一個(gè)確認(rèn)。如果在傳輸期間出現(xiàn)錯誤，則本地用戶的則本地用戶的FDLFDL將重復(fù)此數(shù)據(jù)傳輸。將重復(fù)此數(shù)據(jù)傳輸。4.3.2 PRO

28、FIBUS數(shù)據(jù)鏈路層提供的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用35 2022-6-16 2. 2. 發(fā)送數(shù)據(jù)無需應(yīng)答（發(fā)送數(shù)據(jù)無需應(yīng)答（SDNSDN） 此服務(wù)允許本地用戶傳送數(shù)據(jù)（此服務(wù)允許本地用戶傳送數(shù)據(jù)（L-sduL-sdu）給一個(gè)遠(yuǎn)程）給一個(gè)遠(yuǎn)程站，或同時(shí)傳送給多個(gè)遠(yuǎn)程站（群播）或全部遠(yuǎn)程站站，或同時(shí)傳送給多個(gè)遠(yuǎn)程站（群播）或全部遠(yuǎn)程站（廣播）。本地用戶接收一個(gè)傳輸結(jié)束的確認(rèn)信息，不（廣播）。本地用戶接收一個(gè)傳輸結(jié)束的確認(rèn)信息，不管數(shù)據(jù)是否及時(shí)接收。在遠(yuǎn)程站，如果接收無誤，則管數(shù)據(jù)是否及時(shí)接收。在遠(yuǎn)程站，如果接收無誤，則L- L-sdusdu被傳遞給遠(yuǎn)程用戶，無需確認(rèn)。這樣，一次數(shù)據(jù)傳被傳遞給

29、遠(yuǎn)程用戶，無需確認(rèn)。這樣，一次數(shù)據(jù)傳輸就已經(jīng)完成。輸就已經(jīng)完成。4.3.2 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層提供的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用36 2022-6-163. 3. 發(fā)送并請求數(shù)據(jù)需回答（發(fā)送并請求數(shù)據(jù)需回答（SRDSRD） 此服務(wù)允許本地用戶傳輸數(shù)據(jù)（此服務(wù)允許本地用戶傳輸數(shù)據(jù)（L-sduL-sdu）給一個(gè)遠(yuǎn)程）給一個(gè)遠(yuǎn)程站，并同時(shí)請求遠(yuǎn)程站發(fā)來數(shù)據(jù)（站，并同時(shí)請求遠(yuǎn)程站發(fā)來數(shù)據(jù)（L-sduL-sdu）。在遠(yuǎn)程站，）。在遠(yuǎn)程站，若接收無錯誤，則所接收的若接收無錯誤，則所接收的L-sduL-sdu被傳送給遠(yuǎn)程用戶。此被傳送給遠(yuǎn)程用戶。此服務(wù)還允許本地用戶不用發(fā)送數(shù)據(jù)（服務(wù)還允許本地用戶

30、不用發(fā)送數(shù)據(jù)（L-sdu=NullL-sdu=Null）給遠(yuǎn)）給遠(yuǎn)程用戶，而向遠(yuǎn)程用戶請求數(shù)據(jù)。程用戶，而向遠(yuǎn)程用戶請求數(shù)據(jù)。本地用戶接收到數(shù)據(jù)無效的指示，或未接收到的確認(rèn)，本地用戶接收到數(shù)據(jù)無效的指示，或未接收到的確認(rèn)，本地用戶的本地用戶的FDLFDL則重復(fù)帶有數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)傳輸。則重復(fù)帶有數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)傳輸。4.3.2 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層提供的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用37 2022-6-164. 4. 循環(huán)地發(fā)送并請求數(shù)據(jù)需回答（循環(huán)地發(fā)送并請求數(shù)據(jù)需回答（CSRDCSRD） 此服務(wù)允許本地用戶循環(huán)地傳輸數(shù)據(jù)（此服務(wù)允許本地用戶循環(huán)地傳輸數(shù)據(jù)（L-sduL-sdu）給遠(yuǎn)程站，

31、）給遠(yuǎn)程站，并同時(shí)請求從遠(yuǎn)程站發(fā)來數(shù)據(jù)。在遠(yuǎn)程站中，接收到的無誤并同時(shí)請求從遠(yuǎn)程站發(fā)來數(shù)據(jù)。在遠(yuǎn)程站中，接收到的無誤的數(shù)據(jù)將循環(huán)地傳送給遠(yuǎn)程站的用戶。此服務(wù)還允許本地用的數(shù)據(jù)將循環(huán)地傳送給遠(yuǎn)程站的用戶。此服務(wù)還允許本地用戶不發(fā)送數(shù)據(jù)給遠(yuǎn)程用戶而循環(huán)地請求遠(yuǎn)程用戶的數(shù)據(jù)。戶不發(fā)送數(shù)據(jù)給遠(yuǎn)程用戶而循環(huán)地請求遠(yuǎn)程用戶的數(shù)據(jù)。 本地用戶循環(huán)地接收所請求的數(shù)據(jù)，或數(shù)據(jù)無效的指示，本地用戶循環(huán)地接收所請求的數(shù)據(jù)，或數(shù)據(jù)無效的指示，或被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)未接收到的確認(rèn)，前兩種情況也確認(rèn)接收到或被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)未接收到的確認(rèn)，前兩種情況也確認(rèn)接收到被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。如果在傳輸期間出現(xiàn)錯誤，則本地用戶的被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。如果在傳輸

32、期間出現(xiàn)錯誤，則本地用戶的FDLFDL將重復(fù)帶數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)傳輸。將重復(fù)帶數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)傳輸。4.3.2 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層提供的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用38 2022-6-164.3.3 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理1.1.邏輯令牌鏈路邏輯令牌鏈路2.2.主站列表（主站列表（LASLAS）3.3.主站的增加與刪除主站的增加與刪除 4. 4. 邏輯令牌環(huán)的初始化邏輯令牌環(huán)的初始化5.5.令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間6.6.報(bào)文優(yōu)先權(quán)報(bào)文優(yōu)先權(quán)現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用39 2022-6-164.3.3 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理1.1.邏輯令

33、牌鏈路邏輯令牌鏈路 通信總是由獲得介質(zhì)存取權(quán)（即令牌）的主站發(fā)起。通信總是由獲得介質(zhì)存取權(quán)（即令牌）的主站發(fā)起。在在PROFIBUSPROFIBUS中令牌在一個(gè)邏輯環(huán)中從一個(gè)主站傳遞給另中令牌在一個(gè)邏輯環(huán)中從一個(gè)主站傳遞給另一個(gè)主站，如圖一個(gè)主站，如圖4-124-12所示。令牌傳遞由所有主站共同管所示。令牌傳遞由所有主站共同管理，因?yàn)槊總€(gè)主站知道它的前者（前面的站，理，因?yàn)槊總€(gè)主站知道它的前者（前面的站，PSPS），即），即令牌是從它那里接收來的，而且知道它的后繼者（下一令牌是從它那里接收來的，而且知道它的后繼者（下一個(gè)站，個(gè)站，NSNS），即令牌將傳遞給它，還知道它自己的地址），即令牌將傳遞

34、給它，還知道它自己的地址（即本站，（即本站，TSTS）。在系統(tǒng)初始化后，每個(gè)主站將確定它）。在系統(tǒng)初始化后，每個(gè)主站將確定它的的PSPS和和NSNS地址，然后還會根據(jù)運(yùn)行情況動態(tài)地調(diào)整。地址，然后還會根據(jù)運(yùn)行情況動態(tài)地調(diào)整?，F(xiàn)場總線原理及應(yīng)用40 2022-6-164.3.3 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用41 2022-6-164.3.3 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理2.2.主站列表（主站列表（LASLAS） 如果一個(gè)主站（如果一個(gè)主站（TSTS）的主站列表（）的主站列表（LASLAS）的前一個(gè)站）的前一個(gè)站（PSPS）已確定，

35、并從）已確定，并從PSPS那里接收到一個(gè)令牌幀，則此主那里接收到一個(gè)令牌幀，則此主站就擁有了令牌并可以發(fā)起通信。在加電之后，所有主站站就擁有了令牌并可以發(fā)起通信。在加電之后，所有主站通過同步監(jiān)聽生成通過同步監(jiān)聽生成LASLAS，此后根據(jù)令牌幀的接收情況，實(shí)，此后根據(jù)令牌幀的接收情況，實(shí)時(shí)修正時(shí)修正LASLAS。 如果令牌的發(fā)送者未被登記為如果令牌的發(fā)送者未被登記為PSPS，則接收者將認(rèn)為這，則接收者將認(rèn)為這是一個(gè)錯誤的信號且不接收此令牌。但此是一個(gè)錯誤的信號且不接收此令牌。但此PSPS若重試，則接若重試，則接收該令牌。令牌的接收者將認(rèn)為現(xiàn)在的邏輯環(huán)已更新，在收該令牌。令牌的接收者將認(rèn)為現(xiàn)在的邏

36、輯環(huán)已更新，在它的它的LASLAS中用一個(gè)新的中用一個(gè)新的PSPS站代替了原先登記的站代替了原先登記的PSPS。現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用42 2022-6-164.3.3 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理3.3.主站的增加與刪除主站的增加與刪除 在任何時(shí)刻可以在傳輸介質(zhì)上增加或撤除主站和從站。在邏輯令在任何時(shí)刻可以在傳輸介質(zhì)上增加或撤除主站和從站。在邏輯令牌環(huán)中的每一個(gè)主站負(fù)責(zé)檢查從本站地址（牌環(huán)中的每一個(gè)主站負(fù)責(zé)檢查從本站地址（TSTS）到下一站（）到下一站（NSNS）之間）之間的主站的變化。這個(gè)地址范圍稱作的主站的變化。這個(gè)地址范圍稱作GAPGAP。 HSAHSA和地址和地址

37、0 0不能用作主站的地址。按此情形，在發(fā)現(xiàn)不能用作主站的地址。按此情形，在發(fā)現(xiàn)HSAHSA（最高（最高地址）之后，則檢查過程在地址地址）之后，則檢查過程在地址0 0處繼續(xù)。如果一個(gè)站的肯定應(yīng)答是處繼續(xù)。如果一個(gè)站的肯定應(yīng)答是“未準(zhǔn)備好未準(zhǔn)備好”或或“從站從站”狀態(tài)，則它相應(yīng)地在狀態(tài)，則它相應(yīng)地在GAPGAP中作標(biāo)記并檢查下中作標(biāo)記并檢查下一個(gè)地址。一個(gè)地址。 如果一個(gè)站的回答是如果一個(gè)站的回答是“準(zhǔn)備進(jìn)入邏輯令牌環(huán)準(zhǔn)備進(jìn)入邏輯令牌環(huán)”狀態(tài)，則令牌持有狀態(tài)，則令牌持有者更改它的者更改它的GAPGAP，并傳遞令牌給此新的，并傳遞令牌給此新的NSNS?，F(xiàn)在已被納入邏輯令牌環(huán)?，F(xiàn)在已被納入邏輯令牌環(huán)的

38、這個(gè)站就建立了它的的這個(gè)站就建立了它的LASLAS（主站列表）。（主站列表）。現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用43 2022-6-164.3.3 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理4. 4. 邏輯令牌環(huán)的初始化邏輯令牌環(huán)的初始化 初始化是更新初始化是更新LASLAS和和GAPLGAPL的最初的特殊情形。如果一個(gè)處在的最初的特殊情形。如果一個(gè)處在“Listen_Token”Listen_Token”狀態(tài)下的主站加電（狀態(tài)下的主站加電（PONPON）后，遇到超時(shí)時(shí)間）后，遇到超時(shí)時(shí)間（Time_OutTime_Out），即在），即在TTOTTO時(shí)間內(nèi)無總線活動，它將申請令牌時(shí)間內(nèi)無總線活動，它

39、將申請令牌（“Claim_Tiken”Claim_Tiken”狀態(tài)），獲得令牌（狀態(tài)），獲得令牌（“Take It”Take It”）并開始初始化。）并開始初始化。 當(dāng)休眠的當(dāng)休眠的PROFIBUSPROFIBUS系統(tǒng)被啟動時(shí)，則具有最低站地址的主站開系統(tǒng)被啟動時(shí)，則具有最低站地址的主站開始初始化。用傳遞兩個(gè)對它自己尋址的令牌幀（始初始化。用傳遞兩個(gè)對它自己尋址的令牌幀（DA=SA=TSDA=SA=TS），它通），它通告任何其他主站（正登記一個(gè)告任何其他主站（正登記一個(gè)NSNS進(jìn)入進(jìn)入LASLAS）現(xiàn)在在邏輯令牌環(huán)中只有）現(xiàn)在在邏輯令牌環(huán)中只有它一個(gè)站。然后，為了登記其他的站，它按地址增加序列

40、對每個(gè)站傳它一個(gè)站。然后，為了登記其他的站，它按地址增加序列對每個(gè)站傳遞一個(gè)遞一個(gè)“Request FDL Status”Request FDL Status”幀。幀。 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用44 2022-6-164.3.3 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理5.5.令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間 一個(gè)主站接收到令牌后，就開始令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間一個(gè)主站接收到令牌后，就開始令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間（Token Rotation TimeToken Rotation Time）的測量。整個(gè)時(shí)間測量周期）的測量。整個(gè)時(shí)間測量周期終止于下一次令牌接收時(shí)，并形成實(shí)際令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間終止于下一次令牌接收時(shí)，并形成實(shí)際

41、令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間TRRTRR（Real Rotation Time)Real Rotation Time)。同時(shí)，一個(gè)新的下一個(gè)輪。同時(shí)，一個(gè)新的下一個(gè)輪轉(zhuǎn)時(shí)間的測量開始。轉(zhuǎn)時(shí)間的測量開始。TRRTRR對執(zhí)行低優(yōu)先權(quán)報(bào)文循環(huán)是很對執(zhí)行低優(yōu)先權(quán)報(bào)文循環(huán)是很重要的。重要的。 為了保證應(yīng)用現(xiàn)場所需要的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，應(yīng)該確定為了保證應(yīng)用現(xiàn)場所需要的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，應(yīng)該確定在邏輯令牌環(huán)中令牌的目標(biāo)輪轉(zhuǎn)時(shí)間在邏輯令牌環(huán)中令牌的目標(biāo)輪轉(zhuǎn)時(shí)間TTRTTR?，F(xiàn)場總線原理及應(yīng)用45 2022-6-164.3.3 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理數(shù)據(jù)鏈路層令牌管理6.6.報(bào)文優(yōu)先權(quán)報(bào)文優(yōu)先權(quán) 在報(bào)文循環(huán)的服務(wù)類型中，在

42、報(bào)文循環(huán)的服務(wù)類型中，F(xiàn)DLFDL接口（應(yīng)用層）的用戶接口（應(yīng)用層）的用戶可以有兩種優(yōu)先權(quán)選擇：可以有兩種優(yōu)先權(quán)選擇：“低低”和和“高高”。優(yōu)先權(quán)用服務(wù)。優(yōu)先權(quán)用服務(wù)請求傳送給請求傳送給FDLFDL。 當(dāng)一個(gè)主站接收令牌時(shí)，它總是首先執(zhí)行所有有效的當(dāng)一個(gè)主站接收令牌時(shí)，它總是首先執(zhí)行所有有效的高優(yōu)先權(quán)報(bào)文循環(huán)，然后執(zhí)行低高優(yōu)先權(quán)報(bào)文循環(huán)，然后執(zhí)行低 優(yōu)先權(quán)報(bào)文循環(huán)。如果在優(yōu)先權(quán)報(bào)文循環(huán)。如果在令牌接收時(shí)實(shí)際令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間令牌接收時(shí)實(shí)際令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間TRRTRR等于或大于目標(biāo)令牌輪等于或大于目標(biāo)令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間轉(zhuǎn)時(shí)間TTRTTR，則僅執(zhí)行一個(gè)高優(yōu)先權(quán)報(bào)文循環(huán)，包括在錯誤，則僅執(zhí)行一個(gè)高優(yōu)先權(quán)報(bào)文循環(huán)，包

43、括在錯誤情況下的重試，然后立刻將令牌傳遞給情況下的重試，然后立刻將令牌傳遞給NSNS。現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用46 2022-6-164.3.4 數(shù)據(jù)鏈路層的主從網(wǎng)絡(luò)原理數(shù)據(jù)鏈路層的主從網(wǎng)絡(luò)原理1. 1. 非循環(huán)請求或發(fā)送請求方式非循環(huán)請求或發(fā)送請求方式2. 2. 循環(huán)發(fā)送請求方式循環(huán)發(fā)送請求方式3.3.累計(jì)記錄表累計(jì)記錄表現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用47 2022-6-161. 1. 非循環(huán)請求或發(fā)送非循環(huán)請求或發(fā)送/ /請求方式請求方式 在非循環(huán)請求或發(fā)送在非循環(huán)請求或發(fā)送/ /請求方式下，單個(gè)報(bào)文根據(jù)服務(wù)的請求方式下，單個(gè)報(bào)文根據(jù)服務(wù)的要求執(zhí)行。在令牌接收時(shí)應(yīng)本地用戶的請求，主站要求執(zhí)行。在令牌接收時(shí)應(yīng)

44、本地用戶的請求，主站FDLFDL控制控制器啟動這種方式。如果有若干個(gè)請求，則此運(yùn)行方式可以繼器啟動這種方式。如果有若干個(gè)請求，則此運(yùn)行方式可以繼續(xù)，直到最大允許的令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間期滿為止。續(xù)，直到最大允許的令牌輪轉(zhuǎn)時(shí)間期滿為止。 該方式對應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)有該方式對應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)有“發(fā)送數(shù)據(jù)需應(yīng)答發(fā)送數(shù)據(jù)需應(yīng)答（SDASDA）”、“發(fā)送數(shù)據(jù)無需應(yīng)答（發(fā)送數(shù)據(jù)無需應(yīng)答（SDNSDN）”和和“發(fā)送并請發(fā)送并請求數(shù)據(jù)需回答（求數(shù)據(jù)需回答（SRDSRD）”?！把h(huán)地發(fā)送并請求數(shù)據(jù)需回答循環(huán)地發(fā)送并請求數(shù)據(jù)需回答（CSRDCSRD）”的服務(wù)則由下文中的的服務(wù)則由下文中的“循環(huán)發(fā)送循環(huán)發(fā)送/ /請求方式請求方

45、式”完完成。成。4.3.5 數(shù)據(jù)鏈路層的主從網(wǎng)絡(luò)原理現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用48 2022-6-162. 2. 循環(huán)發(fā)送循環(huán)發(fā)送/ /請求方式請求方式 在輪詢（在輪詢（PollingPolling）時(shí)，主站按照預(yù)先確定的順序即輪）時(shí)，主站按照預(yù)先確定的順序即輪詢表（詢表（Poll ListPoll List）循環(huán)地尋址有）循環(huán)地尋址有“Send and Request Send and Request Data Low”Data Low”請求的各站。輪詢表由本地請求的各站。輪詢表由本地FDLFDL用戶傳送給用戶傳送給FDLFDL控制器。所有被輪詢的從站都登記在輪詢表中，如圖控制器。所有被輪詢的從站都

46、登記在輪詢表中，如圖4-134-13所示。在輪詢期間對于經(jīng)過重試也不應(yīng)答的那些站將所示。在輪詢期間對于經(jīng)過重試也不應(yīng)答的那些站將被標(biāo)記為被標(biāo)記為“不運(yùn)行不運(yùn)行”（Non_OperationalNon_Operational）。在此后的請）。在此后的請求循環(huán)中對這些站只作試探性的請求而不重試，在這個(gè)過求循環(huán)中對這些站只作試探性的請求而不重試，在這個(gè)過程中，如果一些站作出回答，則它們被標(biāo)記為程中，如果一些站作出回答，則它們被標(biāo)記為“運(yùn)行運(yùn)行”（OperationalOperational）。）。 4.3.5 數(shù)據(jù)鏈路層的主從網(wǎng)絡(luò)原理現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用49 2022-6-164.3.5 數(shù)據(jù)鏈路層的

47、幀數(shù)據(jù)鏈路層的幀1. 1. 幀字符的格式幀字符的格式 PROFIBUS PROFIBUS現(xiàn)場總線協(xié)議設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議均現(xiàn)場總線協(xié)議設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議均是面向字符的。每一幀均由一些字符組成，這些字符稱為是面向字符的。每一幀均由一些字符組成，這些字符稱為UARTUART字符字符 線路上的數(shù)據(jù)線路上的數(shù)據(jù)流流1234567891011二進(jìn)制位的權(quán)二進(jìn)制位的權(quán)重重2021222324252627幀字符的位幀字符的位0b1b2b3b4b5b6b7b8P1幀字符的位的幀字符的位的意義意義起始起始8位字符位字符校校驗(yàn)驗(yàn)停止停止現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用50 2022-6-164.3.5 數(shù)據(jù)鏈路層的幀

48、數(shù)據(jù)鏈路層的幀2.2.幀的格式幀的格式不帶數(shù)據(jù)的定長幀、不帶數(shù)據(jù)的定長幀、帶數(shù)據(jù)的定長幀、帶數(shù)據(jù)的定長幀、帶數(shù)據(jù)的可變長度幀帶數(shù)據(jù)的可變長度幀令牌幀令牌幀 PROFIBUS的幀在形式上有的幀在形式上有4種種 以上以上4種幀的起始符也不同，分別為種幀的起始符也不同，分別為SD1、SD3、SD2和和SD4，經(jīng)常用起始符來區(qū)別不同形，經(jīng)常用起始符來區(qū)別不同形式的幀式的幀 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用51 2022-6-164.3.5 數(shù)據(jù)鏈路層的幀數(shù)據(jù)鏈路層的幀不帶數(shù)據(jù)的定長幀不帶數(shù)據(jù)的定長幀現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用52 2022-6-164.3.5 數(shù)據(jù)鏈路層的幀數(shù)據(jù)鏈路層的幀 SYN SYN是同步位，至少要有是

49、同步位，至少要有3333位空閑；位空閑；SD1SD1是起始定界符，編碼為是起始定界符，編碼為10H10H；DADA是目的地址；是目的地址；SASA是源地址；是源地址；FCFC是控制信息段，是需要傳送的控制信息；是控制信息段，是需要傳送的控制信息；FCSFCS是幀校驗(yàn)序列；是幀校驗(yàn)序列；EDED是終止定界符，編碼為是終止定界符，編碼為16H16H；L L為信息字段的長度，固定為為信息字段的長度，固定為3 3個(gè)字節(jié)；個(gè)字節(jié)；SCSC為短應(yīng)答幀，編碼為為短應(yīng)答幀，編碼為E5H E5H 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用53 2022-6-164.3.5 數(shù)據(jù)鏈路層的幀數(shù)據(jù)鏈路層的幀帶數(shù)據(jù)的定長幀帶數(shù)據(jù)的定長幀現(xiàn)場總

50、線原理及應(yīng)用54 2022-6-164.3.5 數(shù)據(jù)鏈路層的幀數(shù)據(jù)鏈路層的幀帶數(shù)據(jù)的可變長度幀帶數(shù)據(jù)的可變長度幀令牌幀令牌幀 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用55 2022-6-164.3.5 數(shù)據(jù)鏈路層的幀數(shù)據(jù)鏈路層的幀 3 3、地址字節(jié)與服務(wù)接入點(diǎn)（、地址字節(jié)與服務(wù)接入點(diǎn)（SAPSAP） 幀中的幀中的SASA和和DADA分別為源站點(diǎn)地址和目的站點(diǎn)地址，分別為源站點(diǎn)地址和目的站點(diǎn)地址，SASA的地址范圍為的地址范圍為01260126，DADA的地址范圍為的地址范圍為01270127。127127是是個(gè)特殊的地址，用于廣播或多信道消息的全局地址，因此個(gè)特殊的地址，用于廣播或多信道消息的全局地址，因此一般的主

51、動站點(diǎn)和被動站點(diǎn)共有一般的主動站點(diǎn)和被動站點(diǎn)共有127127個(gè)地址可供選擇個(gè)地址可供選擇（01260126）。雖然站點(diǎn)的地址可以從）。雖然站點(diǎn)的地址可以從01260126中選擇，在實(shí)中選擇，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，主動站點(diǎn)一般不超過際網(wǎng)絡(luò)中，主動站點(diǎn)一般不超過3232個(gè)。由于至少需要一個(gè)個(gè)。由于至少需要一個(gè)主動站點(diǎn)，被動站點(diǎn)最多為主動站點(diǎn)，被動站點(diǎn)最多為126126個(gè)，主動站點(diǎn)與被動站點(diǎn)個(gè)，主動站點(diǎn)與被動站點(diǎn)的總數(shù)最多為的總數(shù)最多為127127個(gè)。個(gè)?，F(xiàn)場總線原理及應(yīng)用56 2022-6-164.3.5 數(shù)據(jù)鏈路層的幀數(shù)據(jù)鏈路層的幀 SA SA和和DADA的地址字節(jié)的格式如圖的地址字節(jié)的格式如圖4-22

52、4-22所示。地址字所示。地址字節(jié)中，低節(jié)中，低7 7位為地址數(shù)據(jù)，取值從位為地址數(shù)據(jù)，取值從01260126（SASA）或）或01270127（DADA）。最高位為地址擴(kuò)展標(biāo)志位，若）。最高位為地址擴(kuò)展標(biāo)志位，若EXTEXT為為0 0，則表，則表示后續(xù)的數(shù)據(jù)單元中沒有地址擴(kuò)展字節(jié)；若示后續(xù)的數(shù)據(jù)單元中沒有地址擴(kuò)展字節(jié)；若EXTEXT為為1 1，則，則表示后續(xù)的數(shù)據(jù)單元中有地址擴(kuò)展字節(jié)。表示后續(xù)的數(shù)據(jù)單元中有地址擴(kuò)展字節(jié)?，F(xiàn)場總線原理及應(yīng)用57 2022-6-164.4 PROFIBUS DP/PA行規(guī)行規(guī) 4. 4. 幀控制字節(jié)幀控制字節(jié)FCFC 在幀頭部的控制字節(jié)指出幀的類型，如主動幀（請

53、求幀，在幀頭部的控制字節(jié)指出幀的類型，如主動幀（請求幀，發(fā)送發(fā)送/ /請求幀），應(yīng)答幀或回答幀。請求幀），應(yīng)答幀或回答幀。 ResRes為保留位；為保留位；FrameFrame為幀類型：為幀類型：1 1表示發(fā)送表示發(fā)送/ /請求幀，請求幀，0 0表示應(yīng)答幀；當(dāng)表示應(yīng)答幀；當(dāng)b7=1b7=1時(shí)，時(shí)，F(xiàn)CBFCB為幀計(jì)數(shù)位：為幀計(jì)數(shù)位：0/10/1，交替；，交替；FCVFCV為幀計(jì)數(shù)位有為幀計(jì)數(shù)位有效：效：0 0無效，無效，1 1有效。當(dāng)有效。當(dāng)b7=0b7=0時(shí)，時(shí)，Stn-TypeStn-Type表示站類型和表示站類型和FDLFDL狀態(tài)：狀態(tài)：0000表示從站，表示從站，0101表示未準(zhǔn)備進(jìn)入邏輯令牌環(huán)的主表示未準(zhǔn)備進(jìn)入邏輯令牌環(huán)的主站，站，0000表示準(zhǔn)備進(jìn)入邏輯令牌環(huán)的主站，表示準(zhǔn)備進(jìn)入邏輯令牌環(huán)的主站，0101表示已在邏輯表示已在邏輯令牌環(huán)中的主站。令牌環(huán)中的主站。 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用58 2022-6-164.4 PROFIBUS DP/PA行規(guī)行規(guī) 現(xiàn)場總線原理及應(yīng)用59 2022-6-164.4 PROFIBUS DP/PA行規(guī)行規(guī) 1. 1. 電子設(shè)備數(shù)據(jù)文件（電子設(shè)備數(shù)據(jù)文件（GSDGSD） 為了將不同廠家生產(chǎn)的為了將不同廠家生產(chǎn)的ProfibusProfibus產(chǎn)品集成在一起，生產(chǎn)產(chǎn)品集成在一起，生產(chǎn)廠家必須以廠家必須以GSDGSD文件（電子設(shè)