Profibus-DP协议规范(草案)

Profibus-DP规范（草案）

1范围和目的 (6)

1.1目的 (6)

1.2范围 (6)

1.3术语 (6)

1.4概述 (10)

2规范性引用文件 (12)

3物理层定义 (12)

3.1 RS-485物理传输方式 (12)

3.2电气特性 (12)

3.3总线连接器 (13)

3.4总线电缆 (13)

3.5接地，屏蔽 (14)

3.6总线终端器 (14)

3.7物理层和介质冗余 (15)

4链路层定义 (16)

4.1数据传输功能 (16)

4.2帧结构 (17)

4.2.1帧字符（UART字符） (17)

4.2.2传输规则 (17)

4.2.3位同步 (18)

4.3帧格式 (18)

4.3.1无数据字段的固定长度的帧

SD1 (18)

4.3.2有数据字段的固定长度的帧

SD3 (19)

4.3.3有可变数据字段长度的帧SD2

(19)

4.3.4令牌帧SD4 (20)

4.4循环和系统响应时间 (21)

4.4.1令牌循环时间(Token Cycle

Time) (21)

4.4.2报文循环时间(Message Cycle

Time) (21)

4.4.3系统反应时间(System Reaction

Times) (22)

5 PROFIBUS-DP通信模型 (23)

5.1协议结构 (23)

5.2通信关系 (26)

5.3功能概述 (30)

6 PROFIBUS-DP应用层实现 (32)

6.1 Prifibus DP从站状态机 (32)

6.2 Prifibus DP从站初始化报文过程 (32)

6.2.1检查从站是否存在 (32)

6.2.2初始化前的诊断信息 (32)

6.2.3设置从站参数 (33)

6.2.4校验组态数据 (33)

6.2.5初始化后的诊断信息 (34)

6.2.6数据交换 (34)

6.2.7从站参数化中Watchdog时间因

子 (35)

6.3保护测控装置数据在Profibus-DP中的映射 (35)

6.3.1遥信及遥测 (36)

6.3.2遥控功能 (36)

6.3.3远方信号复归 (37)

6.3.4装置对时 (37)

6.3.5电度量读取 (37)

6.3.6定值读写 (37)

6.3.7压板读写 (38)

6.3.8保护模拟量读取 (38)

6.4保护管理机DP主站功能要求 (39)

1 范围和目的

1.1 目的

本规范定义了自动化系统统一的基于串行口的传输规范和应用层规范，使得自动化系统内的设备能够在一致的传输规范上通讯以及相互联系。

1.2 范围

本规范适用于电厂及变电站需要通过Profibus-DP协议相互通讯的设备，也可以在其他一些相似的系统中使用。

本规范定义了自动化系统内部基于串行口通讯传输的规定，包括了串行口物理层定义、数据链路层定义、通信模型、应用层实现、其它说明。

1.3 术语

表：术语

1.4 概述

PROFIBUS规范定义串行现场总线的技术和功能特性。串行现场总线的宗旨是解决数字现场设备或中、低功能系统的互连问题。这些设备或系统，诸如传感器、执行机构、变送器、可编程控制器(PLC)、数控装置（NC）、编程设备和本地人机接口等。

现场控制系统通常以一个中央控制和管理装置为基础，它与若干个分散在现场的设备和小系统相连接。在这种情况下，主要数据是集中地定向并循环的从现场设备传输到中央数据处理单元或上一级控制系统。

系统包括主站和从站。当主站获得存取权（称为令牌）时，它能控制这个总线，即它无须远程请求就可以传输报文，而从站仅能应答所接收的报文或在一个远程请求后传输数据。

令牌按照由主站形成的逻辑令牌环而循环。如果系统仅包括一个主站，如一个中央控制和管理站，则不需要令牌传递。这是一个纯单主/多从系统。最小配置包括一个主站和一个从站或两个主站。

物理层定义传输介质以适应不同的应用。它包括长度、拓扑、总线接口、站点数和从9.6 kbits/s到12000 kbits/s可变的数据传输速率等。在用户接口中，有共同的存取方式、传输协议和共同的服务。

为使系统开销最小和提高效率，基于ISO/OSI开放系统互连模型，PROFIBUS采用三层模型。模型图如下：

层7：应用层

3~6层

层2：数据链

路层

层1：物理层

PROFIBUS的层次结构

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本规范的引用而构成为本规范的条款。

IEC61158-3：PROFIBUS规范第一部分：标准部分总论

IEC61158-3：PROFIBUS规范第二部分：物理层规范和服务定义

IEC61158-3：PROFIBUS规范第三部分：数据链路层服务定义

IEC61158-3：PROFIBUS规范第四部分：数据链路层协议规范

IEC61158-3：PROFIBUS规范第六部分：应用层协议规范

IEC61158-3：PROFIBUS规范第八部分：用户规范

3 物理层定义

3.1 RS-485物理传输方式

基于EIA定义的RS-485方式的物理层被PROFIBUS系统所采用，是PROFIBUS应用中常采用的方式，其应用即适用于高速传输的系统，也适合于简单、廉价、需快速铺设的场合。

RS-485采用平衡差分传输方式，在一个两芯卷绕且有屏蔽层的双绞电缆上传输大小相同而方向相反的电流，以削弱工业现场噪声，且避免多个节点间接地电平差异的影响。

3.2 电气特性

拓扑：线性总线，在两端有终端器，短截线≤0.3米，无分支

介质：屏蔽双绞线，推荐使用PROFIBUS专用线，俗称紫线，其最外层为铜丝网再里面是锡箔纸。

总线长度：≤1200米，取决于数据传输速率和电缆类型。

站数：每段不超过32（主站，从站或中继器）个站，最多可接127个站。

数据传输速率：9.6/19.2/93.75/187.5/500/1500 kbits/s，可支持更高的数据

传输速率，实际使用时宜采用1.5Mbps通信。

收发器芯片：例如MAX485或其他。