基于profibus现场总线系统的从站设计

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1、基于Profibus现场总线系统的从站设计中国航空规划设计研究总院有限公司北京市100120摘要：现场总线是一种应用于生产现场的，在现场设备与控制设备之间实行双向、串行、多节点的数字通信技术。与传统控制方式相比，其可靠性与互换性更高，能够大量节省硬件数量与投资成木，因此广泛用于加工制造和过程自动化领域。木文详细介绍了基于Profibus-DP协议的I/O节点设计制作过程，通过与标准Profibus总线设备互联和调试，验证了I/O节点设计方案的合理性，对设计开发矣似ProfibusI/O节点具有一定参考意义。关键词：现场总线；Profibus-DP；接口电路Abstract：Fieldb

2、usisakindofdigitalcommunicationtechnology,whichisappliedinthefieldofproduction.ltisabidirectional,serial,multi-nodebetweenfileddevicesandcontrolequipment.Comparedwiththetraditionalcontrolmode,itsreliabilityandexchangeishigher，anditcansavealotofhardwareandinvestmentcost,soitiswidelyusedinthefield

3、ofmanufacturingandprocessautomation.ThispaperintroducesindetailthedesignofI/OnodesbasedonProfibusprotocoloftheproductionprocess，throughProfibusstandardequipmentinterconnectionanddebuggingtoverifytherationalityofI/Onodesdesign,forthedesignanddevelopmentofthesimilarProfibusI/Onodeshascertainrefere

4、ncesignificance.Keywords：FieldbusProfibus-DPInterfacecircuit0引言随着科技的不断进步，传统的工业控制技术已经越来越难以满足当今工业现代化的需要，智能传感、计算机、通信技术的蓬勃发展，促使现场总线技术应运而生。现场总线打破了传统控制系统的结构形式，采用了智能现场设备，控制系统的功能能够不依赖于控制室的计算机或控制仪表，直接在现场完成。这使得控制系统从设计、安装到生产运行及维护都体现出了优越性。苏中比较有代表性的现场总线如FF总线，CAN总线，Profibus,LonWorks,HART等，应用于不同工业领域。1Profibus协

5、议Profibus是由德国SIEMENS公司等13家企业联合5家研究机构共同开发的总线标准，该总线在欧洲是市场的领导者，在世界范围内己安装使用的设备超过3，000，000个，在制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力和其他自动化领域都能见到它的身影。1.1Profibus组成Profibus协议结构符合ISO/OSI模型，由Profibus-DP、Profibus-PA和Profibus-FMS三部分组成。Profibus-DP：专为自动化制造工厂中分散的I/O设备和现场设备所需要的高速数据通信而设计，用于传感器和执行器级的高速数据传输。Profibus-PA：Profibus过

6、程自动化解决方案，将自动化系统和过程控制系统与现场设备，如压力、温度和液位变送器连接起来。主要应用于对安全性要求较高的场合，如石油、化工、冶金等行业。Profibus-FMS：旨在解决车间一级通用性通信任务，它考虑的主要是系统的功能而不是系统响应吋间，可用于大范围和复杂的通信系统。1.2Profibus-DP本文旨在探讨设计基于Profibus-DP协议的I/O节点。Profibus-DP协议使用了ISO/OSI模型第1层、第2层和用户接口层，第3到7层未使用，这种精简的结构能够确保数据高速传输，特别适用于可编程控制器与现场级分散I/O设备之间的通信。Profibus-DPA线系统包括

7、主设备和从设备：主设备也叫主站(Busmaster),可在总线上发起信总传输；从设备也叫从站(Busslaver),不能在总线上发起通信，只能挂接在总线上对总线信息进行接收查询。Profibus-DP定义三种设备类型：?DP-1类主设备：中央控制器，与分散的I/O设备(DP-从)交换数据；允许若干个DPMI,典型设备是PLC,PC;?DP-2类主设备：组态、监视或工程工具；用来设定网络参数，监视DP-从设备；?DP-从设备：直接连接I/O信号的