PROFIBUS –DP用於現場層的高速資料傳送。主站週期地讀取從站的輸入資訊並週期地向從站傳送輸出資訊。匯流排迴圈時間必須要比主站(PLC)程式迴圈時間短。除週期性使用者資料傳輸外,PROFIBUS-DP還提供智慧化裝置所需的非週期性通訊以進行組態.診斷和報警處理。
①傳輸技術:RS-485雙絞線.雙線電纜或光纜。波特率從9.6K bit/s到12M bit/s。
②匯流排存取:各主站間令牌傳遞,主站與從站間為主-從傳送。支援單主或多主系統。總線上最站點(主-從裝置)數為126。
④執行模式:執行.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從站間的迴圈使用者有資料傳送。各DP從站的動態啟用和可啟用。DP從站組態的檢查。強大的診斷功能,三級診斷診斷資訊。輸入或輸出的同步。透過匯流排給DP從站賦予地址。透過匯流排對DP主站(DPM1)進行配置,每DP從站的輸入和輸出資料最大為246位元組。
⑦可靠性和保護機制:所有資訊的傳輸按海明距離HD=4進行。DP從站帶看門狗定時器(Watchdog Timer)。對DP從站的輸入/輸出進行存取保護。DP主站上帶可變定時器的使用者資料傳送監視。
(1) PROFIBUS – DP基本特徵
① 速率:在一個有著32個站點的分佈系統中,PROFIBUS-DP對所有站點傳送512 bit/s 輸入和512bit/s輸出,在12Mbit/s時只需1毫秒。
② 診斷功能:經過擴充套件的PROFIBUS-DP診斷能對故障進行快速定位。診斷資訊在總線上傳輸並由主站採集。診斷資訊分三級:
(本站診斷操作:本站裝置的一般操作狀態,如溫度過高.壓力過低。
(模組診斷操作:一個站點的某具體I/O模組故障。
(透過診斷操作:一個單獨輸入/輸出位的故障。
(2)PROFIBUS-DP允許構成單主站或多主站系統。在同一總線上最多可連線126個站點。系統配置的描述包括:站數.站地址.輸入/輸出地址.輸入/輸出資料格式.診斷資訊格式及所使用的匯流排引數。每個 PROFIBUS-DP系統可包括以下三種不同型別裝置:
① 一級DP主站(DPM1):一級DP主站是中央控制器,它在預定的週期內與分散的站(如DP從站)交換資訊。典型的DPM1如PLC或PC。
② 二級DP主站(DPM2):二級DP主站是程式設計器.組態裝置或操作面板,在DP系統組態操作時使用,完成系統操作和監視目的。
④ 單主站系統:在匯流排系統的執行階段,只有一個活動主站。
⑤ 多主站系統:總線上連有多個主站。這些主站與各自從站構成相互獨立的子系統。每個子系統包括一個DPMI.指定的若干從站及可能的DPM2裝置。任何一個主站均可讀取DP從站的輸入/輸出映象,但只有一個DP主站允許對DP從站寫入資料。
(3) 系統行為
系統行為主要取決於DPM1的操作狀態,這此狀態由本地或匯流排的配置裝置所控制。主要有以下三種狀態:
(停止:在這種狀態下,DPM1和DP從站之間沒有資料傳輸。
(清除:在這種狀態下,DPM1讀取DP從站的輸入資訊並使輸出資訊保持在故障安全狀態。
(執行:在這種狀態下,DPM1處於資料傳輸階段,迴圈資料通訊時,DPM1從DP站讀取輸入資訊並向從站寫入輸出資訊。
① DPM1裝置在一個預先設定的時間間隔內,以有選擇的廣播方式將其本地狀態週期性地傳送到每一個有關的DP從站。
② 如果在DPM1的資料傳輸階段中發生錯誤,DPM1將所有有關的DP從站的輸出資料立即轉入清除狀態,而DP從站將不在傳送使用者資料。在次之後,DPM1轉入清除狀態。
(4) DPM1和DP從站間的迴圈資料傳輸
DPM1和相關DP從站之間的使用者資料傳輸是由DPM1按照確定的遞迴順序自動進行。在對匯流排系統進行組態時,使用者對DP從站與DPM1的關係作出規定,確定哪些DP從站被納入資訊交換的迴圈週期,哪些被排斥在外。
DMP1和DP從站之間的資料傳送分三個階段:引數設定.組態.資料交換。在引數設定階段,每個從站將自己的實際組態資料與從DPM1接受到的組態資料進行比較。只有當實際資料與所需的組態資料相匹配時,DP從站才進入使用者資料傳輸階段。因此,裝置型別.資料格式.長度以及輸入輸出數量必須與實際組態一致。
(5) DPM1和系統組態裝置間的迴圈資料傳輸
除主-從功能外,PROFIBUS-DP允許主-主之間的資料通訊,這些功能使組態和診斷裝置透過匯流排對系統進行組態。
(6) 同步和鎖定模式
除DPM1裝置自動執行的使用者資料迴圈傳輸外,DP主站裝置也可向單獨的DP從站.一組從站或全體從站同時傳送控制命令。這些命令透過有選擇的廣播命令傳送的。使用這一功能將開啟DP從站的同及鎖定模式,用於DP從站的事件控制同步。
主站傳送同步命令後,所選的從站進入同步模式。在這種模式中,所編址的從站輸出資料鎖定在當前狀態下。在這之後的使用者資料傳輸週期中,從站儲存接收到輸出的資料,但它的輸出狀態保持不變;當接收到下一同步命令時,所儲存的輸出資料才傳送到外圍裝置上。使用者可透過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入鎖定模式。鎖定模式將從站的輸入資料鎖定在當前狀態下,直到主站傳送下一個鎖定命令時才可以更新。使用者可以透過非鎖定命令退出鎖模式。
(7) 保護機制
對DP主站DPM1使用資料控制定時器對從站的資料傳輸進行監視。每個從站都採用獨立的控制定時器。在規定的監視間隔時間中,如資料傳輸發生差錯,定時器就會超時。一旦發生超時,使用者就會得到這個資訊。如果錯誤自動反應功能“使能”,DPM1將脫離操作狀態,並將所有關聯從站的輸出置於故障安全狀態,並進入清除狀態。
2.擴充套件DP功能
DP擴充套件功能是對DP基本功能的補充,與DP基本功能相容。
(1) DPM1與DP從站間非迴圈的資料傳輸。
(2) 帶DDLM讀和DDLM寫的非迴圈讀/寫功能,可讀寫從站任何希望資料。
(3) 報警響應,DP基本功能允許DP從站用診斷資訊向主站自發地傳輸事件,而新增的DDLM-ALAM-ACK功能被用來直接響應從DP從站上接收的報警資料。
(4) DPM2與從站間的非迴圈的資料傳輸。
3.電子裝置資料檔案(GSD)
為了將不同廠家生產的PROFIBUS產品整合在一起,生產廠家必須以GSD檔案(電子裝置資料庫檔案)方式將這些品的功能引數(如I/O點數.診斷資訊.波特率.時間監視等)。標準的GSD資料將通訊擴大到操作員控制級。使用根據GSD所作的組態工具可將不同廠商生產的裝置整合在同一匯流排系統中。
GSD檔案可分為三個部分:
(1)總規範:包括了生產廠商和裝置名稱.硬體和軟體版本.波特率.監視時間間隔.匯流排插頭指定訊號。
(2)與DP有關的規範:包括適用於主站的各項引數,如允許從站個數.上裝/下裝能力。
(3)與DP從站有關的規範:包括了與從站有關的一切規範,如輸入/輸出通道數.型別.診斷資料等。
PROFIBUS –DP用於現場層的高速資料傳送。主站週期地讀取從站的輸入資訊並週期地向從站傳送輸出資訊。匯流排迴圈時間必須要比主站(PLC)程式迴圈時間短。除週期性使用者資料傳輸外,PROFIBUS-DP還提供智慧化裝置所需的非週期性通訊以進行組態.診斷和報警處理。
①傳輸技術:RS-485雙絞線.雙線電纜或光纜。波特率從9.6K bit/s到12M bit/s。
②匯流排存取:各主站間令牌傳遞,主站與從站間為主-從傳送。支援單主或多主系統。總線上最站點(主-從裝置)數為126。
④執行模式:執行.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從站間的迴圈使用者有資料傳送。各DP從站的動態啟用和可啟用。DP從站組態的檢查。強大的診斷功能,三級診斷診斷資訊。輸入或輸出的同步。透過匯流排給DP從站賦予地址。透過匯流排對DP主站(DPM1)進行配置,每DP從站的輸入和輸出資料最大為246位元組。
⑦可靠性和保護機制:所有資訊的傳輸按海明距離HD=4進行。DP從站帶看門狗定時器(Watchdog Timer)。對DP從站的輸入/輸出進行存取保護。DP主站上帶可變定時器的使用者資料傳送監視。
(1) PROFIBUS – DP基本特徵
① 速率:在一個有著32個站點的分佈系統中,PROFIBUS-DP對所有站點傳送512 bit/s 輸入和512bit/s輸出,在12Mbit/s時只需1毫秒。
② 診斷功能:經過擴充套件的PROFIBUS-DP診斷能對故障進行快速定位。診斷資訊在總線上傳輸並由主站採集。診斷資訊分三級:
(本站診斷操作:本站裝置的一般操作狀態,如溫度過高.壓力過低。
(模組診斷操作:一個站點的某具體I/O模組故障。
(透過診斷操作:一個單獨輸入/輸出位的故障。
(2)PROFIBUS-DP允許構成單主站或多主站系統。在同一總線上最多可連線126個站點。系統配置的描述包括:站數.站地址.輸入/輸出地址.輸入/輸出資料格式.診斷資訊格式及所使用的匯流排引數。每個 PROFIBUS-DP系統可包括以下三種不同型別裝置:
① 一級DP主站(DPM1):一級DP主站是中央控制器,它在預定的週期內與分散的站(如DP從站)交換資訊。典型的DPM1如PLC或PC。
② 二級DP主站(DPM2):二級DP主站是程式設計器.組態裝置或操作面板,在DP系統組態操作時使用,完成系統操作和監視目的。
④ 單主站系統:在匯流排系統的執行階段,只有一個活動主站。
⑤ 多主站系統:總線上連有多個主站。這些主站與各自從站構成相互獨立的子系統。每個子系統包括一個DPMI.指定的若干從站及可能的DPM2裝置。任何一個主站均可讀取DP從站的輸入/輸出映象,但只有一個DP主站允許對DP從站寫入資料。
(3) 系統行為
系統行為主要取決於DPM1的操作狀態,這此狀態由本地或匯流排的配置裝置所控制。主要有以下三種狀態:
(停止:在這種狀態下,DPM1和DP從站之間沒有資料傳輸。
(清除:在這種狀態下,DPM1讀取DP從站的輸入資訊並使輸出資訊保持在故障安全狀態。
(執行:在這種狀態下,DPM1處於資料傳輸階段,迴圈資料通訊時,DPM1從DP站讀取輸入資訊並向從站寫入輸出資訊。
① DPM1裝置在一個預先設定的時間間隔內,以有選擇的廣播方式將其本地狀態週期性地傳送到每一個有關的DP從站。
② 如果在DPM1的資料傳輸階段中發生錯誤,DPM1將所有有關的DP從站的輸出資料立即轉入清除狀態,而DP從站將不在傳送使用者資料。在次之後,DPM1轉入清除狀態。
(4) DPM1和DP從站間的迴圈資料傳輸
DPM1和相關DP從站之間的使用者資料傳輸是由DPM1按照確定的遞迴順序自動進行。在對匯流排系統進行組態時,使用者對DP從站與DPM1的關係作出規定,確定哪些DP從站被納入資訊交換的迴圈週期,哪些被排斥在外。
DMP1和DP從站之間的資料傳送分三個階段:引數設定.組態.資料交換。在引數設定階段,每個從站將自己的實際組態資料與從DPM1接受到的組態資料進行比較。只有當實際資料與所需的組態資料相匹配時,DP從站才進入使用者資料傳輸階段。因此,裝置型別.資料格式.長度以及輸入輸出數量必須與實際組態一致。
(5) DPM1和系統組態裝置間的迴圈資料傳輸
除主-從功能外,PROFIBUS-DP允許主-主之間的資料通訊,這些功能使組態和診斷裝置透過匯流排對系統進行組態。
(6) 同步和鎖定模式
除DPM1裝置自動執行的使用者資料迴圈傳輸外,DP主站裝置也可向單獨的DP從站.一組從站或全體從站同時傳送控制命令。這些命令透過有選擇的廣播命令傳送的。使用這一功能將開啟DP從站的同及鎖定模式,用於DP從站的事件控制同步。
主站傳送同步命令後,所選的從站進入同步模式。在這種模式中,所編址的從站輸出資料鎖定在當前狀態下。在這之後的使用者資料傳輸週期中,從站儲存接收到輸出的資料,但它的輸出狀態保持不變;當接收到下一同步命令時,所儲存的輸出資料才傳送到外圍裝置上。使用者可透過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入鎖定模式。鎖定模式將從站的輸入資料鎖定在當前狀態下,直到主站傳送下一個鎖定命令時才可以更新。使用者可以透過非鎖定命令退出鎖模式。
(7) 保護機制
對DP主站DPM1使用資料控制定時器對從站的資料傳輸進行監視。每個從站都採用獨立的控制定時器。在規定的監視間隔時間中,如資料傳輸發生差錯,定時器就會超時。一旦發生超時,使用者就會得到這個資訊。如果錯誤自動反應功能“使能”,DPM1將脫離操作狀態,並將所有關聯從站的輸出置於故障安全狀態,並進入清除狀態。
2.擴充套件DP功能
DP擴充套件功能是對DP基本功能的補充,與DP基本功能相容。
(1) DPM1與DP從站間非迴圈的資料傳輸。
(2) 帶DDLM讀和DDLM寫的非迴圈讀/寫功能,可讀寫從站任何希望資料。
(3) 報警響應,DP基本功能允許DP從站用診斷資訊向主站自發地傳輸事件,而新增的DDLM-ALAM-ACK功能被用來直接響應從DP從站上接收的報警資料。
(4) DPM2與從站間的非迴圈的資料傳輸。
3.電子裝置資料檔案(GSD)
為了將不同廠家生產的PROFIBUS產品整合在一起,生產廠家必須以GSD檔案(電子裝置資料庫檔案)方式將這些品的功能引數(如I/O點數.診斷資訊.波特率.時間監視等)。標準的GSD資料將通訊擴大到操作員控制級。使用根據GSD所作的組態工具可將不同廠商生產的裝置整合在同一匯流排系統中。
GSD檔案可分為三個部分:
(1)總規範:包括了生產廠商和裝置名稱.硬體和軟體版本.波特率.監視時間間隔.匯流排插頭指定訊號。
(2)與DP有關的規範:包括適用於主站的各項引數,如允許從站個數.上裝/下裝能力。
(3)與DP從站有關的規範:包括了與從站有關的一切規範,如輸入/輸出通道數.型別.診斷資料等。