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PROFIBUS总线网络作用

在PROFIBUS现场总线中，PROFIBUS-DP的应用*广。DP协议主要用于PLC与分布式I/O和现场设备的高速数据通信。典型的DP配置是单主站结构，也可以是多主站结构。

  DP的功能经过扩展，一共有3个版本DP-V0、DP-V1和DP-V2。有的用户手册将DP-V1 称为DPV1。

  1. DP-VO的基本功能

  (1)总线访问方法

  各主站之间为令牌传送，主站与从站之间为主-从循环传送，支持单主站或多主站系统，总线上*多126个站。可以采用点对点用户数据通信、广播方式和循环主-从用户数据通信。

  (2)循环数据交换

  DP-V0可以实现中央控制器(PLC、PC或过程控制系统)与分布式现场设备(从站，例如远程I/O、阀门、变送器和变频器等)之间的快速循环数据交换，主站发出请求报文，从站收到后返回响应报文。每个从站*多可以传送224B的输入或输出。

  (3)诊断功能

  能对站级、模块级、通道级这3级故障进行诊断和快速定位。

  (4)保护功能

  DP 主站用监控定时器监视与从站的通信，对每个从站都设置有独立的监控定时器。在规定的监视时间间隔内，如果没有执行用户数据传送，监控定时器将会超时，通知用户程序进行处理。DP从站用监控定时器检测与主站的数据传输，如果在设置的时间内没有完成数据通信，从站自动地将输出切换到故障安全状态。

  (5)网络的组态功能与控制功能

  通过网络可以实现下列功能动态激活或关闭 DP 从站，对1类 DP 主站进行组态，可以设置站点的数目、DP从站的地址、输入/输出数据的格式、诊断报文的格式等，以及检查DP 从站的组态。控制命令可以同时发送给所有的从站或部分从站。

  (6)同步与冻结功能

  主站可以发送命令给一个从站或同时发送给一组从站。接收到主站的同步命令后，从站进入同步模式。这些从站的输出被保持在当前状态。在这之后的用户数据传输中，输出数据存储在从站，但是它的输出状态保持不变。需要用UNSYNC命令来解除同步模式。

  冻结(FREEZE)命令使指定的从站组进入冻结模式，即将各从站的输入数据冻结在当前状态，直到主站发送下一个冻结命令时才刷新。需要用UNFREEZE命令来解除冻结模式。

  (7)DPM1和组态设备之间的循环数据传输

  PROFIBUS-DP允许DPM1(1类DP主站)和DPM2(2类DP主站)之间的数据交换。该功能使组态和诊断设备可以通过总线对系统进行组态，改变DPM1的操作方式，动态地允许或禁止DPM1与某些从站之间交换数据。

  2. DP-V1的扩展功能

  (1)非等时数据交换

  除了DP-V0的功能外，DP-V1*主要的特征是具有主站与从站之间的非等时数据交换功能，可以用它来进行参数设置、诊断和报警处理。它与循环数据交换是并行执行的，但是优先级较低。

  (2)扩展的诊断功能

  DP从站通过诊断报文将突发事件(报警信息)传送给主站，主站收到后发送确认报文给从站。从站收到后才能发送新的报警信息，这样可以防止多次重复发送同一报警报文。状态报文由从站发送给主站，不需要主站确认。

  3. DP-V2的主要扩展功能

  (1)从站与从站之间的通信

  从站之间的直接数据交换(DX)通信采用广播式通信方式，从站作为生产者(Publisher)，可以不经过主站直接将信息发送给作为消费者(Subscribers)的从站。这样从站可以直接读取别的从站的数据。

  (2)等时同步模式

  同步(Isochronous)功能可以实现主站与从站中的时钟同步，而与总线负载无关。此功能可以实现高精度定位处理，其时钟误差小于1us。通过全局控制(Global control)广播报文，使所有有关的设备循环与总线主循环同步。

  (3)时钟控制与时间标记

  通过用于时钟同步的新的连接MS3，实时时间(Real Time)主站将时间标记(Time Stamp)发送给所有的从站，将从站的时钟同步到系统时间，误差小于1ms。在有大量主站的网络中，利用这一功能可以实现高精度的事件跟踪，和实现事件顺序记录。