GB/T 20540.4-2006測(cè)量和控制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場(chǎng)總線類型3：PROFIBUS規(guī)范第4部分：數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議規(guī)范

ICS25.040N10中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20540.4—2006測(cè)量和控制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場(chǎng)總線類型3.PROFIBUS規(guī)范第4部分：數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議規(guī)范Digitaldatacommunicationformeasurementandcontrol-FieldbusforuseinindustrialcontrolsystemsType3：PROFiBUSspecification-一Part4:Datalinklayerprotocolspecification(IEC61158-4Type3:2003.MOD)2006-10-16發(fā)布2007-05-01實(shí)施中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量和控制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場(chǎng)總線類型3:PROFIBUS規(guī)范第4部分：數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議規(guī)范GB/T20540.4-2006中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版發(fā)行北京西城區(qū)復(fù)興門外三里河北街16號(hào)郵政編碼：100045電話：01051299090.685220062007年3月第一版書號(hào)：155066·1-28734版權(quán)專有侵權(quán)必究舉報(bào)電話：（010）68522006

GB/T20540.4-2006三前言引言1范圍1.1溉述1.2技術(shù)規(guī)定1.3規(guī)程……………….1.4適用性1.5一致性規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義·…3.1參考模型的術(shù)語和定義3.2服務(wù)協(xié)議術(shù)語和定義3.3公用術(shù)語和定義3.4本部分的術(shù)語和定義44符號(hào)和縮略語·……·…·…·.4.1公用符號(hào)和縮略語4.2本部分的符號(hào)和縮略語5多種DL協(xié)議類型公用的DL協(xié)議基本原理賴檢驗(yàn)序列…5.1126DL協(xié)議概述(同步傳輸)6.1所采用的PhL服務(wù)了DL協(xié)議概述……16概述…………7.17.2媒體訪問控制和傳輸協(xié)議概述·傳輸模式和DL實(shí)體7.3所采用的PhL服務(wù)7.47.5操作原理…循環(huán)和系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間…7.68DLPDU通用結(jié)構(gòu)和編碼以及有關(guān)規(guī)程原理8.1DLPDU間隔大小…………35長度八位位組(LE.LEr）控制八位位組(FC)388.5DLPDU內(nèi)容差錯(cuò)檢查·……428.6DATAUNIT差錯(cuò)控制規(guī)程…8.7439DLPDU專用的結(jié)構(gòu)、編碼和規(guī)程原理9.1無數(shù)據(jù)字段的固定長度的DLPDU·44

GB/T20540.4-2006有數(shù)據(jù)字段的固定長度的DLPDU9.2有可變數(shù)據(jù)字段長度的DLPDU·9.39.4令牌DLPDU·……489.5ASPDLPDU·9.6SYNCHDLPDU189.7時(shí)間事件(TE)DLPDU9.8時(shí)鐘值(CV）DLPDU40傳輸規(guī)程·.....9.940其他的DLE規(guī)程原理·1010.1DL實(shí)體的初始化……52DL實(shí)體的媒體訪問控制的狀態(tài)10.250附錄A（資料性附錄)同步：典型的FCS實(shí)現(xiàn)示例附錄B（規(guī)范性附錄)DL協(xié)議狀態(tài)機(jī)G2附錄C（資料性附錄）典型的令牌規(guī)程和報(bào)文傳送周期170176圖1數(shù)據(jù)鏈路層與其他各層以及數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)的用戶之間的關(guān)系圖2DLSAP,DLSAP地址和組DL地址之間的關(guān)系·圖378用于異步傳送的PhL數(shù)據(jù)服務(wù)圖4空閑時(shí)間Tm圖5圖6空閑時(shí)間Tm(SDN.CS)圖7空閑時(shí)間Tm(MSRD)圖8時(shí)隙時(shí)間T。u圖9時(shí)時(shí)隙時(shí)間Tsr2圖10時(shí)隙時(shí)間「au時(shí)隙時(shí)間Ta圖11圖12令牌傳送周期圖13報(bào)文傳送周期33圖14UART字符·圖15八位位組結(jié)構(gòu)36長度八位位組編碼圖16地址八位位組編碼圖1737圖18DLPDU中的DAE/SAE八位位組圖19地址擴(kuò)展八位位組………………用于發(fā)送/請(qǐng)求DLPDU的FC八位位組的編碼…圖20圖21用于確認(rèn)或響應(yīng)DLPDU的FC八位位組的編碼30圖22FCS八位位組的編碼……42數(shù)據(jù)字段·圖23標(biāo)識(shí)用戶數(shù)據(jù)圖24圖25無數(shù)據(jù)字段固定長度的DLPDU44圖26無數(shù)據(jù)字段固定長度的DLPDU45

GB/T20540.4—2006圖27有數(shù)據(jù)字段長度固定的DLPDUAA5圖28有數(shù)據(jù)字段的固定長度的DLPDU有可變數(shù)據(jù)字段長度的DLPDU46圖29圖30有可變數(shù)據(jù)字段長度的DLPDU47圖31令牌DLPDU·…圖32令牌DLPDU圖33無數(shù)據(jù)固定長度的發(fā)送/請(qǐng)求DL.PDU40圖34令牌DLPDU和有數(shù)據(jù)的固定長度的發(fā)送/請(qǐng)求DLPDU圖35有可變數(shù)據(jù)字段長度的發(fā)送/請(qǐng)求DLPDU50圖36無數(shù)據(jù)的固定長度的發(fā)送/請(qǐng)求DLPDU51圖37令牌DLPDU和有數(shù)據(jù)固定長度的發(fā)送/請(qǐng)求DLPDU51圖38有可變數(shù)據(jù)字段長度的發(fā)送/請(qǐng)求DLPDU525圖39DL狀態(tài)圖……圖40時(shí)時(shí)鐘同步的概貌·……………58圖41時(shí)間主站狀態(tài)機(jī)圖42時(shí)間接收器狀態(tài)機(jī)·…………圖43時(shí)鐘同步序列…….60圖A.1FCS生成（用于同步)的示例61在接收時(shí)FCS綜合檢查的示例(用于同步）圖A.2圖B.1協(xié)議機(jī)的結(jié)構(gòu)圖B.2SRU狀態(tài)機(jī)的結(jié)構(gòu)令牌持有時(shí)間(Trn)的推導(dǎo)圖C.11沒有使用令牌持有時(shí)間（Tru）……圖C.2圖C.3使用令牌持有時(shí)間（Tm)傳送報(bào)文(在每個(gè)主站的Tmm之間平等)在不同的工作負(fù)載情況下令牌持有時(shí)間(T-a)的使用圖C.4-：：173表1FCS長度、多項(xiàng)式和常數(shù)…………表2現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議特性表3傳輸功能碼…表4應(yīng)方中的FCB,FCV保作參數(shù)表5狀態(tài)機(jī)的分配表B.1表B.2數(shù)據(jù)資源表B.3由DL用戶發(fā)給FLC的原語60由FLC發(fā)給DL用戶的原語表B.470表B.5由DL用戶發(fā)給DLM的原語·表B.6由DLM發(fā)給DL用戶的原語·表B.7在DL用戶與FLC之間交換的原語所使用的參數(shù)表B.8DL用戶與DLM之間交換的原語所使用的參數(shù)表B.9FLC/DLM狀態(tài)表表B.10FLC/DLM功能表…………

GB/T20540.4一2006表B.11由DLM發(fā)給MAC的原語.104表B.12由MAC發(fā)給DLM的原語…104表B.13在DLM與MAC之間交換的原語所使用的參數(shù)104表B.14本地MAC變量105表B.15MAC狀態(tài)表………106表B.16MAC功能表·141表B.17由DLM發(fā)給SRC的原語148表B.18由SRC發(fā)給DLM的原語148表B.19由MAC發(fā)給SRC的原語149表B.20由SRC發(fā)給MAC的原語…149表B.21MAC與SRC之間交換的原語所使用的參數(shù)149表B.22FC結(jié)構(gòu)……150表B.23SRC的本地變量150表B.24SRC狀態(tài)表150表B.25RC功能169

GB/T20540.4一2006前工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場(chǎng)總線GB/T20540-2006《測(cè)量和控制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信類型3:PROFIBUS規(guī)范》的內(nèi)容分為如下6個(gè)部分：GB/T20540.1概述和導(dǎo)則：GGB/T20540.2物理層規(guī)范和服務(wù)定義;GB/T20540.3數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)定義；GB/T20540.4數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議規(guī)范；GB/T20540.5應(yīng)用層服務(wù)定義；-GB/T20540.6應(yīng)用層協(xié)議規(guī)范。本部分為GB/T20540—2006的第4部分本部分修改采用IEC61158-4Type3:2003《測(cè)量和控制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場(chǎng)總線類型3:PROFIBUS規(guī)范第4部分：數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議規(guī)范》,在技術(shù)內(nèi)容上與原國際標(biāo)準(zhǔn)沒有差異為方便我國用戶使用,在文本結(jié)構(gòu)編排上進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整,并按GB/T1.1的要求進(jìn)行編輯。本部分基于JB/T10308.3—2005制定。本部分的附錄B為規(guī)范性附錄，附錄A、附錄C為資料性附錄。本部分由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本部分由全國工業(yè)過程測(cè)量和控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)第四分技術(shù)委員會(huì)歸口。本部分起草單位：中國機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)、機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所、西南大學(xué)、中海石油研究中心、上海自動(dòng)化儀表股份有限公司、清華大學(xué)、重慶川儀總廠、北京交通大學(xué)、天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院，中石化裝備總公司中國儀器儀表協(xié)會(huì)西門子(中國)有限公司本部分主要起草人：李百煌、歐陽勁松、王春喜、梅格、王玉敏、劉楓、徐偉華、孫昕、謝素芬、惠敦炎劉云男、陽憲惠、董景辰、姜金鎖、馮秉耘、陳明海、田英明。本部分為首次發(fā)布

GB/T20540.4一2006本部分是為方便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)各組成部分互連所形成的系列標(biāo)準(zhǔn)之一。它與在某種程度上基于開放系統(tǒng)互連基本參考模型的“三層"現(xiàn)場(chǎng)總線參考模型所定義的標(biāo)準(zhǔn)系列中的其他標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。兩種參考模型均將互連標(biāo)準(zhǔn)化區(qū)域細(xì)分為一系列層規(guī)范.每層有可管理的大小范圍。數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議利用物理層提供的服務(wù)來提供數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)。圖1解釋了用于現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)、現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議、現(xiàn)場(chǎng)總線物理層服務(wù)和系統(tǒng)管理等標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系。?。罕静糠种兴褂玫南到y(tǒng)管理是用于管理層協(xié)議的一種本地機(jī)制。應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)數(shù)招鏈路數(shù)據(jù)鏈路層管理服務(wù)物理層進(jìn)休圖1數(shù)據(jù)鏈路層與其他各層以及數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)的用戶之間的關(guān)系本部分的主要目的是提供一組依據(jù)對(duì)等數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體(DLE)在通信時(shí)刻要執(zhí)行的步驛表達(dá)的通信規(guī)則。這些通信規(guī)則旨在為服務(wù)于以下各種目的的開發(fā)提供可靠的基礎(chǔ)：“a）作為實(shí)現(xiàn)者和設(shè)計(jì)者的指南；b）在設(shè)備測(cè)試和采購中使用；作為系統(tǒng)準(zhǔn)入開放系統(tǒng)環(huán)境約定的一部分；d）作為對(duì)理解OSI中嚴(yán)格時(shí)間要求的通信的明確表達(dá)本部分特別考慮了傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和其他自動(dòng)化設(shè)備的通信和相互協(xié)調(diào)工作。本部分與在〇SI或現(xiàn)場(chǎng)總線參考模型內(nèi)的其他標(biāo)準(zhǔn)一起使用,但隨意組合共同工作的系統(tǒng)可能是不兼容的。2本部分引用的命名法條款(包括附錄)以及任何從屬的子條款可全部引用,如"條款N"或“附錄N",此處N是此條款的編號(hào)或此附錄的字母。子條款以及此子條款的任何從屬子條款可全部引用.如"N.M"或"N.M.P"等(依據(jù)此子條款的級(jí)別類推).此處N是此子條款的編號(hào)或附錄的字母，而M、P等表示上一子條款的后續(xù)級(jí)別.并包括其所涉及的子條款當(dāng)一個(gè)條款或子條款包含一個(gè)或多個(gè)從屬的子條款時(shí).該條款或子條款標(biāo)題與其第一個(gè)從屬子條款之間的正文可全部被引用，如"N.0”或"N.M.O"或"N.M.P.0”等，此處的N，M和P如前所述。不同的是,以".0"結(jié)束的引用表示一個(gè)條款或子條款標(biāo)題與其第一個(gè)從屬子條款之間的正文和圖。

GB/T20540.4—2006測(cè)量和控制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場(chǎng)總線類型3：PROFIBUS規(guī)范第4部分：數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議規(guī)范1范圍概述現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層在自動(dòng)化環(huán)境中提供各設(shè)備之間基本的嚴(yán)格時(shí)間要求的報(bào)文通信本部分的目的是定義現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議。本部分中所定義的協(xié)議與GB/T20540.3中相應(yīng)的服務(wù)緊密相關(guān).并位于其應(yīng)用的場(chǎng)合內(nèi)。此協(xié)議類型是用于GB/T20540DL服務(wù)的DL協(xié)議。。最大的系統(tǒng)規(guī)模對(duì)鏈路的數(shù)量沒有限制，每個(gè)鏈路可以有127個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以有66個(gè)DLSAP地址：1.2技術(shù)規(guī)定本部分規(guī)定：“）用于從一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路用戶實(shí)體到另一個(gè)對(duì)等的用戶實(shí)體實(shí)時(shí)地傳輸數(shù)據(jù)和控制信息的協(xié)議規(guī)程,并在這些數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間形成分布式數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)的提供者；b通過此協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)和控制信息所使用的現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路(DL)協(xié)議數(shù)據(jù)單元的結(jié)構(gòu),以及其作為物理接口數(shù)據(jù)單元的表達(dá)法，注：貫通整個(gè)本部分,在表中使用灰色盒子來指出所規(guī)定的字段不屬于特定DLPDU的概念部分1.2.1附加特性本協(xié)議為一個(gè)預(yù)選的數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體的"主”（"master")子集中的每一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體順序地提供以循環(huán)異步方式通信的機(jī)會(huì)。其他數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體只有在被這些主數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體允許和指定時(shí),才進(jìn)行通信。對(duì)于一個(gè)特定主站而言,它與其他數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體的通信可能是具有優(yōu)先訪問權(quán)的循環(huán)或非循環(huán)的或是上述二者組合的通信。本協(xié)議提供一種以平等方式共享有效通信資源的手段。本協(xié)議有用于時(shí)間同步和等時(shí)同步操作的保證措施。1.3規(guī)程依據(jù)以下條款來定義規(guī)程：對(duì)等DL實(shí)體(DLE)之間的交互作用通過現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議數(shù)據(jù)單元的交換來實(shí)現(xiàn)：在