PROFIBUS-DP總線及在煙草設備上的應用

四、PROFIBUS-DP的總線存取協(xié)議

　　1. 三種PROFIBUS（DP.FMS.PA）均使用一致的總線存取協(xié)議。該協(xié)議是通過OSI參考模型第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）來實現(xiàn)的。它包括了保證數(shù)據(jù)可靠性技術(shù)及傳輸協(xié)議和報文處理。

　　2. 在PROFIBUS中，第二層稱之為現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層（Fieldbus Data Link - FDL）。介質(zhì)存取控制（Medium Access Control - MAC）具體控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦颍琈AC必須確保在任何一個時刻只有一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)。

　　3.PROFIBUS協(xié)議的設計要滿足介質(zhì)控制的兩個基本要求：

　?、? 在復雜的自動化系統(tǒng)（主站）間的通信，必須保證在確切限定的時間間隔中，任何一個站點要有足夠的時間來完成通信任務。

　　②. 在復雜的程序控制器和簡單的I/O設備（從站）間通信，應盡可能快速又簡單地完成數(shù)據(jù)的實時傳輸。

　　為了滿足以上設計要求，PROFIBUS總線存取協(xié)議，主站之間采用令牌傳送方式，主站與從站之間采用主從方式。

　　4.令牌傳遞程序保證每個主站在一個確切規(guī)定的時間內(nèi)得到總線存取權(quán)（令牌）。在PROFIBUS中，令牌傳遞僅在各主站之間進行。主站得到總線存取令牌時可與從站通信。每個主站均可向從站發(fā)送或讀取信息。因此，可能有以下三種系統(tǒng)配置：

　　①.純主-從系統(tǒng)

　?、?純主-主系統(tǒng)

　　③.混合系統(tǒng)

　　如圖三所示，以一個由3個主站.7個從站構(gòu)成的PROFIBUS系統(tǒng)為例。3個主站之間構(gòu)成令牌邏輯環(huán)。當某主站得到令牌報文后，該主站可在一定時間內(nèi)執(zhí)行主站工作。在這段時間內(nèi)，它可依照主-從通訊關系表與所有從站通信，也可依照主-主通訊關系表與所有主站通信。

　　5. 在總線系統(tǒng)初建時，主站介質(zhì)存取控制MAC的任務是制定總線上的站點分配并建立邏輯環(huán)。

　　在總線運行期間，斷電或損壞的主站必須從環(huán)中排除，新上電的主站必須加入邏輯環(huán)。

　　6. 第二層的另一重要工作任務是保證數(shù)據(jù)的可靠性。PROFIBUS第二層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)格式可保證數(shù)據(jù)的高度完整性。

　　7. PROFIBUS在第二層按照非連接的模式操作，除提供點對點邏輯數(shù)據(jù)傳輸外，還提供多點通信，其中包括廣播及選擇廣播功能.

　　8. PROFIBUS-DP用戶數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送一般通過現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路（FDL）采用帶應答的數(shù)據(jù)發(fā)送和請求（SRD）服務方式完成，其報文格式如下：

　　SRD請求：

　　SRD響應：

　　SYN—同步位：每個握手報文前必須保持33位長的空閑狀態(tài)（二進制“1”信號）。

　　SD2—啟動符：規(guī)定報文類型。

　　SD1：不帶數(shù)據(jù)域的信息域長度固定格式

　　SD2：信息域長度可變格式

　　SD3：帶數(shù)據(jù)域的信息域長度固定格式

　　SD4：令牌報文

　　SD5：短確認

　　LE­—報文長度

　　LEr—重復報文長度

　　DA—目的地址

　　SA—源地址

　　FC—功能碼（幀控制）：定義報文類型。

　　UD（UNIT DATD）—數(shù)據(jù)域

　　FCS—校驗字節(jié)（幀校驗序列）。

　　ED—終止字節(jié)