PROFIBUS的通信服务

    PROFIBUS协议主要由PROFIBUS - DP、PROFIBUS - PA和PROFIBUS - FMS组成。

    1．PROFIBUS -DP

   DP是Decentralized Periphery（分布式外部设备）的缩写。PROFIBUS- DP(简称为DP)主要用于制造业自动化系统中单元级和现场级通信，特别适合于PLC与现场级分布式I/O设备之间的通信（见图6-14）。DP是PROFIBUS中应用最广的通信方式。

    图6-14    PROFIBUS - DP

   PROFIBUS - DP用于连接下列设备：PLC、PC和HMI设备；分布式现场设备，例如SI-MATIC ET 200和变频器等设备。PROFIBUS - DP的响应速度快，所以很适合在制造行业使用。

    作为PLC硬件组态的一部分，分布式I/O（例如ET 200）用STEP 7来组态。通过供货方提供的GSD文件，可以用STEP 7将其他制造商生产的从站设备组态到网络中。

    有的S7 -300/400 CPU配备有集成的DP接口，S7 - 200/300/400也可以通过通信处理器( CP)连接到PROFIBUS - DP。

    2．PROFIBUS -PA

   PA是Process Automation（过程自动化）的缩写。PROFIBUS - PA用于PLC与过程自动化的现场传感器和执行器的低速数据传输（见图6-15），特别适用于过程工业。

    图6-15    PROFIBUS - PA

   PROFIBUS - PA功能集成在起动执行器、电磁阀和测量变送器等现场设备中。传输速率为31. 25 kbit/s，可以采用总线型或树型结构。

   PROFIBUS - PA由于采用了IEC 1158 -2标准，确保了本质安全和通过屏蔽双绞线电缆进行数据传输和供电，可以用于防爆区域的传感器和执行器与中央控制系统的通信。

   PROFIBUS - PA采用PROFIBUS - DP的基本功能来传送测量值和状态。并用扩展的PROFIBUS - DP功能来制订现场设备的参数和进行设备操作。PROFIBUS - PA行规保证了不同厂商生产的现场设备的互换性和互操作性。PA行规已对所有通用的测量变送器和其他一些设备类型作了具体规定。

    使用DP/PA链接器可以将PROFIBUS- PA设备很方便地集成到PROFIBUS - DP网络中。

    与PROFIBUS -DP设备一样，PROFIBUS - PA设备也是用制造商的GSD文件来描述。

    3．PROFIBUS -FMS

   FMS是Field Message Specification（现场总线报文规范）的缩写，用于系统级和车间级的不同供应商的自动化系统之间传输数据，处理单元级（PLC和PC）的多主站数据通信。

    现在PROFIBUS -FMS已经基本上被以太网通信取代，实际上很少使用。

    4．PROFldrive

   PROFIdrive用于将驱动设备（从简单的变频器到高级的动态伺服控制器）集成到自动控制系统中。PROFIdrive定义了用PROFIBUS访问驱动器数据的设备性能和方法。

    为了完成现代驱动器的各种任务，PROFIdrive定义了6个应用类别：

   1)类别1定义了用速度设定值控制的标准驱动器。

   2)类别2定义了具有技术功能的标准驱动器。过程被划分为一些子过程，主站将驱动任务发送给驱动设备，请求在各个驱动器之间直接进行数据交换。

   3)类别3定义了包括位置控制器的定位驱动器。通过PROFIBUS启动和传输定位请求。

   4)类别4和类别5定义了可在多个驱动器之间实现协调运动顺序的中央运动控制。PROFIBUS用于位置闭环控制和同步时钟周期。

   5)类别6包括时钟处理和使用电子轴的分布式自动化，例如通过直接数字交换和同步通信实现“电子齿轮传动”或“电子凸轮”功能。

   PROFIdrive定义了访问驱动器参数和与制造商有关的配置文件的参数的机制。

    5．PROFlsafe

   PROFIsafe用于PROFIBLTS和PROFINET面向安全设备的故障安全通信。可以用PROFIsafe很简单地实现安全的分布式解决方案。不需要对故障安全I/O进行额外的布线，在同一条物理总线上传输标准数据和故障安全数据。

   PROFlsafe是一种软件解决方案，在CPU的操作系统中以附加的PROFIsafe层的形式实现故障安全通信。PROFIsafe考虑了数据的延迟、丢失、不正确的时序、地址和数据的损坏，采用了很多措施来保证故障安全数据传输的完整性。

    6．PROFIBUS FDL

   FDL是Fieldbus Data link（现场总线数据链路）的缩写，通信伙伴可以是S7、S5系列PLC或PC。FDL服务由PROFIBUS协议约第2层提供，允许发送和接收最多240B的数据块。只有CP（通信处理器）才能提供FDL报务。

    7．PROFIBUS在冗余控制系统中的应用

    可以将PROFIBUS用在冗余结构中。例如通过两个接口模块，将ET 200 I/O设备连接到冗余自动化系统的两个PROFIBUS子网。PROFIBUS PA线路可以通过一个冗余DP/PA连接器和两个接口模块进行耦合，也可以通过Y形链接器在冗余PROFIBUS中操作非冗余设备。