【曹俊义专栏】Profibus 协议简介（2）

Profibus-通讯模型和协议类型：

Profibus通讯模型和很多通讯网络不一样，除了第一层和第二层外增加了第八层（用户层）。这样大大简化了协议结构，提高了数据传输效率，符合工业自动化实时性高，数据量小等特点的要求。

l Profibus-DP和Profibus-FMS协议的第一层和第二层完全相同，但是Profibus-FMS增加了第七层。

l Profibus-PA也只有第一层和第二层，但是与Profibus-DP和Profibus FMS不同。

l 三种协议的第二层数据链路层是相同的。因此三种协议之间是可以互相通讯的

物理层：

l Profibus-DP和Profibus FMS通讯采用RS485/FO(Fiber-Optic)，采用屏蔽双绞电缆连接（符合EIA RS-485标准)，总线段的两端各有一个终端器；传输速率从9.6kbit/s到12Mbit/s可选（与传输距离有关）；每段32个站（无中继器）或127个站（带中继器）；采用9针D型插头连接器。

l PA的物理层采用MBP（三通头）IEC61158-2；这种传输技术可以确保其本质安全，并可以通过总线对现场设备供电。使用DP/PA段耦合器可将PROFIBUS－PA设备集成到PROFIBUS－DP网段中

l 光纤传输技术

本节将对Profibus-DP物理层做详细的介绍：

RS-485总线段结构：

根据EIA RS-485标准，在数据线A和B两端均加接总线终端器。PROFBUS的总线终端器包含一个下拉电阻 (与数据基准电位DGND相连接)和一个上拉电阻(与供电正电压VP相连接。当在总线上没有站发送数据时，也就是说在两个报文之间总线处于空闲状态时，这两个电阻确保在总线上有一个确定的空闲电位。几乎在所有标准的PROFIBUS总线连接器上都组合了所需要的总线终端器，而且可以由跳接器或开关来启动。当总线系统运行的传输速率大于1.5Mbit/s时，由于所连接站的电容性负载而引起导线反射，因此必须使用附加有轴向电感的总线连接插头，

传输序列：

l 半双工、异步、无间隙同步

l NRZ（不归零）编码

l 1个字符祯 = 1个起始位、8个数据位、1个奇偶校验位、1个停止位

l 二进制 “1” 对应于RXD/TXD-P线上的正电位，而在RXD/TXD-N线上为负电位

l 各报文之间的空闲（idle）状态对应于二进制的 “1”信号

l A号线对应于RXD/TXD-N信号，而B号线对应于RXD/TXD-P信号

NRZ信号波形：

传输介质：

l 最大长度与波特率有关，速率越高，距离越短

l 总线上的所有设备（站点）都要采用相同的传输速率

l A型电缆（0.34mm )和B型电缆(0.22mm )

连接器：

l 连接器采用PROFIBUS标准EN50170推荐使用9针D型连接器用于总线站与总线的相互连接（9针头）。

l D型连接器的插座与总线站相连接，而D型连接器的插头端与总线电缆相连接。

终端电阻：

l 根据EIA RS-485标准，在数据线A和B两端均加接总线终端器

l 终端器包括1个下拉电阻和1个上拉电阻

l 空闲状态（idle)：终端电阻保证了总线上确定的空闲电位

l 可以由跳接器或开关来启动

下节为大家介绍Profibus-PA物理层….