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PROFIBUS的通信服务有哪些

 除了PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS、PG/OP和S7通信服务之外，PROFIBUS还提供下列通信服务

3. PROFIBUS FDL

  FDL是Fieldbus Data Link(现场总线数据链路)的缩写，通信伙伴可以是S7、S5系列PLC或PC。FDL服务由PROFIBUS协议的第2层提供，允许发送和接收*多240B的数据块。只有CP(通信处理器)才能提供FDL服务。

  S7-300/400调用通信功能块AG_SEND和AG_REC来实现FDL服务。

  4. PROFIBUS在冗余控制系统中的应用

  可以将PROFIBUS用于冗余控制系统。例如，通过两个接口模块，将ET200I/O设备连接到冗余自动化系统的两个PROFIBUS子网(见图2-8)。

  PROFIBUS PA线路可以通过一个冗余 DP/PA链接器和两个接口模块进行耦合。也可以通过所谓的Y形链接器在冗余PROFIBUS中操作非冗余设备。

  1. PROFIdrive

  PROFIdrive 用于将驱动设备(从简单的变频器到**的动态伺服控制器)集成到自动控制系统中。PROFIdrive定义了用PROFIBUS访问驱动器数据的设备性能和方法。

  为了完成现代驱动器的各种任务，PROFIdrive定义了6个应用类别1)类别1定义了用速度设定值控制的标准驱动器。

  2)类别2定义了具有技术功能的标准驱动器。过程被划分为一些子过程，主站将驱动任务发送给驱动设备，请求在各个驱动器之间直接进行数据交换。

  3)类别3定义了包括位置控制器的定位驱动器，通过PROFIBUS启动和传输定位请求。4)类别4 和类别5 定义了可以在多个驱动器之间实现协调运动顺序的中央运动控制。PROFIBUS用于位置闭环控制和同步时钟周期。

  5)类别6包括时钟处理和使用电子轴的分布式自动化，例如通过直接数字交换和同步通信实现“电子齿轮传动”或“电子凸轮”功能。

  PROFIdrive定义了访问驱动器参数和与制造商有关的配置文件的参数的机制。对其他参数的非循环访问通过一个符合DPV1的参数通道进行。

  2. PROFIsafe

  PROFISafe(见图2-7)用于PROFIBUS和PROFINET面向安全设备的故障安全通信。可以用PROFIsafe很简单地实现安全的分布式解决方案。可以在同一条物理总线上同时传输标准数据和故障安全数据，不需要对故障安全I/O进行额外的布线。

  PROFIsafe是一种软件解决方案，在CPU的操作系统中以附加的PROFIsafe层的形式实现故障安全通信。安全数据作为标准数据的附加部分打包，从而形成PROFIsafe报文。

  PROFIsafe考虑了数据的延迟、丢失、不正确的时序、地址和数据的损坏。采用下列措施来保证故障安全数据传输的完整性：

  1)安全报文的连续编号。

  2)报文帧的时间监视和确认。

  3)发送站与接收站之间使用密码来辨识。

  4)采用循环冗余校验(CRC)。

  使用PROFIsafe时，用户程序中的故障安全块将被标记为黄色，与指示物理故障安全I/O 模块的黄色相对应。

三、 PLC 硬件系统设计

1 ． PLC 型号的选择

在作出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用 PLC 进行控制。

在控制系统逻辑关系较复杂（需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等）、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理（有数据运算、模拟量的控制、 PID 调节等）、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC 产品，使用户眼花缭乱、无所适从。所以全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。

（ 1 ）对输入 / 输出点的选择

盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。

要先弄清除控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 15 ～ 20 ％留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需 PLC 的点数。

另外要注意，一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得超过总输入点的 60 ％； PLC 每个输出点的驱动能力（ A/ 点）也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般 PLC 的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。

PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC 平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。

（ 2 ）对存储容量的选择

对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数乘 5 字 / 点来估算；计数器 / 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算；有运算处理时按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模拟量输入 / 输出的系统中，可以按每输入 / （或输出）一路模拟量约需（ 80 ～ 100 ）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口 200 字以上的数量粗略估算。*后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。对缺乏经验的设计者，选择容量时留有裕量要大些。

（ 3 ）对 I/O 响应时间的选择

PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3 个扫描周期）等。对开关量控制的系统， PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O 响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。

（ 4 ）根据输出负载的特点选型

不同的负载对 PLC 的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC 有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的 PLC 。

（ 5 ）对在线和离线编程的选择

离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ，通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时， CPU 只为编程器服务，而不对现场进行控制。专用编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ，主机的 CPU 完成对现场的控制，在每一个扫描周期末尾与编程器通信，编程器把修改的程序发给主机，在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程，也能实现在线编程。在线编程需购置计算机，并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。

（ 6 ）据是否联网通信选型

若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络，则 PLC 需要有通信联网功能，即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及 CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能，目前大部分小型机也具有通信功能。

（ 7 ）对 PLC 结构形式的选择

在相同功能和相同 I/O 点数据的情况下，整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活，维修方便（换模块），容易判断故障等优点，要按实际需要选择 PLC 的结构形式。