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PROFIBUS物理层提供了哪几种数据传输标准

1. DP/FMS的RS-485传输

  PROFIBUS-DP和PROFIBUS-FMS使用相同的传输技术和统一的总线存取协议，可以在同一根电缆上同时运行。DP/FMS符合EIA RS-485标准(也称为H2)，采用价格便宜的屏蔽双绞线电缆，电磁兼容性(EMC)条件较好时也可以使用不带屏蔽的双绞线电缆。一个总线段的两端各有一套有源的总线终端电阻。

  图2-3中A、B线之间是220@终端电阻，根据传输线理论，终端电阻可以吸收网络上的反射波，有效地增强信号强度。两端的终端电阻并联后的值应基本上等于传输线相对于通信频率的特性阻抗。在总线上没有站发送数据(即总线处于空闲状态)时，39022的下拉电阻与数据基准电位 DGND 相连，上拉电阻与DC 5V电压的正端(VP)相连。上拉电阻和下拉电阻用于确保 A、B 线之间有一个确定的空闲电位。

图 2-3 DP/FMS总线段的结构

  大多数PROFIBUS总线连接器都集成了终端电阻，连接器上的开关在On位置时终端电阻被连接到网络上，开关在 Off 位置时终端电阻从网络上断开。每个网段两端的站必须接入终端电阻，中间的站不能接入终端电阻。

  传输速率为9.6 kbit/s～12 Mbit/s，所选的传输速率

  用于总线段上的所有设备。传输速率大于1.5Mbit/s时，由于连接的站的电容性负载引起导线反射，必须使用附加有轴向电感的总线连接插头。

  PROFIBUS的站地址空间为0～127，其中的127为广播用的地址，所以*多能连接127 个站点。一个总线段*多32个站，超过了必须分段，段与段之间用中继器连接。中继器没有站地址，但是被计算在每段的*大站数中。

  每个网段的电缆*大长度与传输速率有关(见表2-1)。

表 2-1 传输速率与总线的长度的关系

  RS-485采用半双工、异步的传输方式，PROFIBUS的1个字符帧由8个数据位、1个起始位、1个停止位和1个奇偶校验位组成。

3. DP/FMS的光纤电缆传输

  PROFIBUS可以通过光纤中光的传输来传送数据。单芯玻璃光纤的*大连接距离为15km，价格低廉的塑料光纤为80m。光纤电缆对电磁干扰不敏感，并能确保站与站之间的电气隔离。近年来，由于光纤的连接技术大为简化，这种传输技术已经广泛地用于现场设备的数据通信。许多厂商提供专用总线插头来转换RS-485信号和光纤信号。

  光链路模块(OLM)用来实现单光纤环和冗余的双光纤环。在单光纤环中，OLM 通过单工光纤电缆相互连接，如果光纤电缆断线或 OLM出现故障，整个环路将崩溃。在冗余的双光纤环中，OLM 通过两个双工光纤电缆相互连接，如果两根光纤线中的一根出了故障，总线系统将自动地切换为线性结构。光纤导线中的故障排除后，总线系统返回正常的冗余环状态。

  2. D型总线连接器

  PROFIBUS标准推荐总线站与总线的相互连接使用9针D型连接器。连接器的引脚分配如表2-2所示。

表 2-2 D型连接的引脚分配

  在传输期间，A线和B线对“地”(DGND)的电压波形相反。信号为1时B线为高电平，A线为低电平。各报文间的空闲(Idle)状态对应于二进制“1”信号。

ISO/OSI 参考模型的物理层是第1层，PROFIBUS可以使用多种通信媒体，例如带屏蔽的双绞线、光纤、红外线、导轨以及混合方式。传输速率为9.6kbit/s～12Mbit/s，每个DP从站的输入数据和输出数据*大为244B。使用屏蔽双绞线电缆时*长通信距离为9.6km，使用光缆时*长通信距离为90km，*多可以连接127个从站。

  PROFIBUS可以使用灵活的拓扑结构，支持线形、树形、环形结构以及冗余的通信模型。支持基于总线的驱动技术和符合IEC 61508的总线安全通信技术。下面介绍用于DP和FMS 的RS-485传输和光纤传输。

PLC 软件系统设计的步骤

在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写 PLC 程序了。编写 PLC 程序和编写其他计算机程序一样，都需要经历如下过程。

4. 编制 PLC 程序并进行模拟调试

在绘制完电路图之后，就可以着手编制 PLC 程序了。当然可以用上述方法编程。在编程时，除了要注意程序要正确、可靠之外，还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验，这样便于查找问题，便于及时修改，**不要整个程序完成后一起算总帐。

5. 制作控制台与控制柜

在绘制完电器、编完程序之后，就可以制作控制台和控制柜了。在时间紧张的时候，这项工作也可以和编制程序并列进行。在制作控制台和控制柜的时候要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量，规格必须满足要求。设备的安装必须注意安全、可靠。比如说屏蔽问题、接地问题、高压隔离等问题必须妥善处理。

6. 现场调试

现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计很难说不经过现场调试就能使用的。只有通过现场调试才能发现控制回路和控制程序不能满足系统要求之处；只有通过现场调试才能发现控制电路和控制程序发生矛盾之处；只有进行现场调试才能*后实地测试和*后调整控制电路和控制程序，以适应控制系统的要求。

7. 编写技术文件并现场试运行

经过现场调试以后，控制电路和控制程序基本被确定了，整个系统的硬件和软件基本没有问题了。这时就要全面整流技术文件，包括整理电路图、 PLC 程序、使用说明及帮助文件。到此工作基本结束。

1. 对系统任务分块

分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。

2. 编制控制系统的逻辑关系图

从逻辑关系图上，可以反应出某一逻辑关系的结果是什么，这一结果又英国导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反应了输入与输出的关系。

3. 绘制各种电路图

绘制各种电路的目的，是把系统的输入输出所设计的地址和名称联系起来。这是很关键的一步。在绘制 PLC 的输入电路时，不仅要考虑到信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到 PLC 的输入端，把高压引入 PLC 输入端，会对 PLC 造成比较大的伤害。在绘制 PLC 的输出电路时，不仅要考虑到输出信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到 PLC 输出模块的带负载能力和耐电压能力。此外，还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中，还要考虑设计的原则努力提高其稳定性和可靠性。虽然用 PLC 进行控制方便、灵活。但是在电路的设计上仍然需要谨慎、全面。因此，在绘制电路图时要考虑周全，何处该装按钮，何处该装开关，都要一丝不苟。