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时间：2023-07-24

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PROFIBUS的结构与硬件

PROFIBUS 是目前上通用的现场总线标准之一，它以其*特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持，被纳入现场总线的标准IEC61158。PROFIBUS 于2006年10月成为我国一个现场总线国家标准(GB/T20540-2006)。

PROFIBUS是不依赖生产厂家的、开放式的现场总线，各种各样的自动化设备均可以通过同样的接换信息。PROFIBUS可以用于分布式I/O设备、传动装置、PLC和基于PC(个人计算机)的自动化系统。

PROFIBUS 技术是一可以满足两类通信应用(制造业和过程工业应用)的现场总线。PROFIBUS在IEC61158中称为类型3，PROFIBUS的基本部分称为PROFIBUS-VO。在2002年新版的IEC61158中增加了PROFIBUS-V1、PROFIBUS-V2和RS-485IS等内容。新增的PROFINET规范作为IEC61158的类型10。

PROFIBUS简介

PROFIBUS协议主要由3部分组成∶PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS.

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 设备之间的快速循环数据交换。DP是PROFIBUS中应用广的通信方式。

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SIMATICET200和变频器等设备(见图2-1)。PROFIBUS-DP的响应速度快，很适合在制造业使用。

作为PLC硬件组态的一部分，分布式I/O(例如ET 200)用STEP7来组态。通过供货方提供的GSD文件，可以用STEP7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与本质安全系统的过程自动化的现场传感器和执行器的低速，特别适合于过程工业使用。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(见图2-2)。

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。

PA设备可以在下列防爆区域运行:

图 2-2 PROFIBUS-PA

Zone 0∶ 危险的瓦斯气体经常或长期存在的区域。

Zone 1∶在正常运行期间，有可能存在危险的瓦斯气体的区域。

Zone 2∶ 不希望在正常运行;期间存在危险的瓦斯气体的区域。

传感器/执行器安装在生产现场，而耦合器和控制器等设备则安装在控制室内。即使总线上的设备不在危险现场，也必须通过适当的结构保证它们的本质安全特性。使用DP/PA 耦合器和DP/PA链接器，可以将PROFIBUS-PA设备很方便地集成到PROFIBUS-DP网络中。

PROFIBUS-PA的组态、编程与故障诊断的方法将在9章介绍。

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不同供应商的自动化系统之间交换过程数据，处理单元级(PLC和PC)的多主站数据通信。

PROFIBUS-FMS定义了主站与主站之间的通信模型，它使用7层OSI模型的1、2层和7层。

S7-300/400使用通信FB来实现FMS服务，用STEP7组态FMS静态连接来发送和接收数据。PROFIBUS-FMS已经基本上被以太网通信取代，现在很少使用。

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