Profibus-DP总线技术及其在机械传动中的应用

　　Profibus是一种国际化、开放式、不依赖于生产商的现场总线标准，广泛应用于工业自动化领域。Profibus根据应用特点是一种高速间的通信，可满*直流调速系统快速响应的时间要求。由于其高可靠性、高性能、实时性好及其独特的设计，已被几乎所有的生产厂商和用户所接受。

　　伺服电机具有结构紧凑、控制容易、运行平稳、相应快等优异特性，已越来越成为现代工业自动化运动控制的重要力量。特别是在自动化程度比较高、需精确控制速度、位置、力矩等应用场合，如纺织机械、印刷机械、造纸机械，数控机床、工业机器人等重要行业得到了普遍的应用。虽然Profibus-DP不像MACRO、Fire Wire是专门为运动控制而开发的，但在实际PROFIBUS总线对伺服的控制具有很重要意义。

　　1 PROFIBUS-DP 总线技术

　　1.1 PROFIBUS-DP 简介

　　PROFIBUS 以ISO7498 为基础，以开放式系统互联网络OSI(open system interconnection)作为参考模 型，定义了物理传输特性、总线存取协议和应用功能。其传输速率为 9.6kbps-12Mbps，最大传输距离在 12Mbps 时为100m，在1.5Mbps 时为400m，可用中继器延长至10km。最多可挂接127 个站点。PROFIBUS-DP 是一种高速和便宜的通讯连接,使用了第1 层、第2 层(即物理层和数据链路层)和用户接口层,第3 层至 第7 层未加以描述,这种流体型结构确保了数据传输的快速和有效。它是专门为自动控制系统和设备分散的 I/O 之间进行的通讯而设计的。使用PROFIBUS-DP 模块可取代24V 或4～20mA 的串联式信号传输,减少投资 成本。直接数据链路映像(DDLM)提供的用户接口，使得对数据链路层的存取变的简单方便，传输可使用 RS-485 传输技术或光纤媒体。

　　标准现场总线PROFIBUS-DP 的硬件由主设备、从设备、网络网路等三部分组成。其中主设备用以控制 总线上的数据传输，且在没有提供外部请求时发送信息和被授权可访问总线.从设备是相对于主设备而言较 为简单的外部设备,且未被授权访问总线;网络网路如传输介质和网络链接器,前者用屏蔽双绞电缆构成电 气网络,用塑料或玻璃纤维光缆构成的光纤网络,或是基于两种媒介之间由OLM 转换的混合网络;后者如 RS-485 总线连接器、RS-485 总线终端、RS-485 中继器、光链路模块OLM 等。

　　1.2 PROFIBUS-DP 通信协议及特点

　　PROFIBUS-DP 物理层与ISO/OSI 参考模型的第一层相同，采用EIA—RS485 协议，根据数据传输速率的不同，可选用双绞线和光纤两种传输媒体。

　　图1 中两根数据线通常被称为A 线和B 线，分别对应RXD/TXD-N 和RXD/TXD-P 信号。 PROFIBUS-DP 数据链路层协媒体访问控制(MAL)部分采用受控访问的令牌总线(Token Bus)和主从 方式。其中令牌总线与局域网IEEE8024 协议一致，令牌在总线上的各主站间传递，持有令牌的主站获得总 线控制权，该主站依照关系表与从站或其他主站进行通信。