原创 Profibus总线技术的基础知识

 2015-9-14 10:57  1088 15 16 分类: 通信

Profibus总线技术

一、什么是Profibus现场总线？

现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通讯的数字总线。当然，生产过程包括连续生产和断续生产两种。Profibus现场总线是其中的一种。

简单的说就是Profibus通过总线把各分散的现场设备（传感器和执行机构）连接到控制器或控制系统，同时支持工厂自动化和过程自动化以及驱动应用。

二、Profibus总线的三种行规

Profibus现场总线包括：Profibus-FMS、Profibus-DP、Profibus-PA。相应的通信方式的应用领域及优点为;FMS主要是是通用目的的自动化，是大范围的应用，多主通信；DP主要是工厂自动化，它的特点主要是快速，即插即用，高效廉洁；而PA主要应用于过程自动化，面向应用，需要总线供电，要求符合本质安全的。

目前来看，市面上主要应用还是Profibus-DP网络，所以接下来的我将主要介绍DP网络的一些知识。

三、Profibus-DP定义的三种设备类型

1、DP-1类主设备（DPM1）

中央控制器，它与分散的I/O设备（DP-从）交换数据；

允许若干个DPM1同时存在，典型性的设备是PLC,PC,VME。

2、DP2类主设备（DPM2）

组态、监视或工程工具，它被用来设定网络或参数、监视DP-从设备

3、DP-从设备

直接连接I/O信号的外围设备；

典型的设备是输入、输出、驱动器、阀、操作面板等等。

四、Profibus-DP-主站和DP从站间的数据传输

1、参数化阶段

从站由DP-主站用现行总线参数、监控时间和从站的特定参数进行参数化。

2、组态阶段

DP-主站对DP-从站所需要的配置和现行的配置进项比较。

3、用户数据传输阶段

在参数化和组态成功后，DP-从站改变其状态进入用户数据交换阶段。

在此阶段，从站的参数化能被更改，而不必中断数据传输。

注意：在这三个阶段中，都可以附加诊断数据和控制命令的传输。

五、Profibus的主要应用

Profibus总线技术现在在国内的发展已经相对比较成熟，它应用的行业也比较广泛。其中工厂自动化中有：车辆制造、灌装工厂、库存系统、开关设备玻璃生产等等；过程自动化中有：化学工业、石化工业、造纸和纺织工业、食品粮食工业、电站、污水处理等等；另外一些驱动技术和安全应用行业也是非常广泛的。

六、网络的调试、维护和诊断

众所周知，现在Profibus总线网络的应用已经越来越多，那么对于网络的维护和诊断也变得越来越重要，不可忽视。那么对于网络诊断个工具我们可能了解的不是很多，我也只是接触了几种，其中它包含两种类型，一种是在线式的，TH LINK Profibus硬件加软件TH SCOPE；另一种是手持式的，NetTESTⅡ和Profibus Test 5。两种类型的工具在诊断过程中的使用可以结合的，所谓在线式的就是长期在线监测，实时记录网络的状态，每个站点的工作状况，是否出现问题，什么时间出现的问题，可能出现了什么问题，并给出相应的建议，这种情况对于那种出现间歇性故障的网络是非常有帮助的，因为这种故障是我们完全没办法预期的，但是这种故障有时会严重影响生产质量的，因此诊断工具的重要性就可想而知了。

同时，检测到网络出现故障之后，可以带着手持式的诊断工具进行检测，一一排查网络中每一个站点可能出现的问题，我们可能都知道，对于Profibus网络的故障来说，百分之**十的故障都是发生在物理层的，那么这两款手持式的诊断工具-NetTESTⅡ和Profibus Test 5在这方面的诊断是非常强大的，他们可以：

comsoft NetTEST II网络分析测试仪，可以系统的检测每一段DP网络，其中大部分的常见错误，比如安装错误，短路，线缆中断，或者屏蔽中断都能够在实际操作之前被检测和解决，而且不管DP从站是连接还是断开，是通电还是断电都是可以的。

NetTEST II能够检测和准确找出以下错误：

◆ 两根信号线A和B之间的短路

◆ 信号线A或者信号线B以及屏蔽情况

◆ 线缆中断或者屏蔽中断

◆ 交叉的信号线A-B

◆ 不准确的或者丢失的总线终端

◆ 总线终端的错误位置

◆ 线缆长度不合适

◆ 错误的总线电缆波阻抗

◆ 错误类型的电缆

◆ 不够高的传送和接收级别

◆ 不允许的支线

◆ 反射

PROFIBUS Tester 5 BC-700-PB是一款功能强大的DP总线诊断和故障排除工具，用于PROFIBUS线缆测试、物理链路层信号质量检测和协议层通信分析。PB-T5内置充电电池，单机模式下可以图形化显示信号质量柱状图，快速查看检测结果。存储在PB-T5中的检测结果可导入到PC软件中用于更详细分析。在不影响PROFIBUS正常运行的情况下，PROFIBUS-Tester 5对DP段内所有主从站的物理层和协议层同时进行完整检测，从而分析网络状况并定位故障源。它能准确检测出瞬时干扰和早期错误隐患，比如线缆老化、电阻丢失、接头松动等，可实现预防性维护，有效避免非计划性停机。