PROFIBUS-DP總線及在煙草設(shè)備上的應(yīng)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(guò)OSI參考模型第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）來(lái)實(shí)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(bào)文處理。

　　2. 在PROFIBUS中，第二層稱之為現(xiàn)場(chǎng)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?，MAC必須確保在任何一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。

　　3.PROFIBUS協(xié)議的設(shè)計(jì)要滿足介質(zhì)控制的兩個(gè)基本要求：

　?、? 在復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)（主站）間的通信，必須保證在確切限定的時(shí)間間隔中，任何一個(gè)站點(diǎn)要有足夠的時(shí)間來(lái)完成通信任務(wù)。

　　②. 在復(fù)雜的程序控制器和簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備（從站）間通信，應(yīng)盡可能快速又簡(jiǎn)單地完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。

　　為了滿足以上設(shè)計(jì)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(gè)主站在一個(gè)確切規(guī)定的時(shí)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(jìn)行。主站得到總線存取令牌時(shí)可與從站通信。每個(gè)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：

　?、?純主-從系統(tǒng)

　?、?純主-主系統(tǒng)

　?、?混合系統(tǒng)

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

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

　　在總線運(yùn)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(wù)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)邏輯數(shù)據(jù)傳輸外，還提供多點(diǎn)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路（FDL）采用帶應(yīng)答的數(shù)據(jù)發(fā)送和請(qǐng)求（SRD）服務(wù)方式完成，其報(bào)文格式如下：

　　SRD請(qǐng)求：

　　SRD響應(yīng)：

　　SYN—同步位：每個(gè)握手報(bào)文前必須保持33位長(zhǎng)的空閑狀態(tài)（二進(jìn)制“1”信號(hào)）。

　　SD2—啟動(dòng)符：規(guī)定報(bào)文類型。

　　SD1：不帶數(shù)據(jù)域的信息域長(zhǎng)度固定格式

　　SD2：信息域長(zhǎng)度可變格式

　　SD3：帶數(shù)據(jù)域的信息域長(zhǎng)度固定格式

　　SD4：令牌報(bào)文

　　SD5：短確認(rèn)

　　LE­—報(bào)文長(zhǎng)度

　　LEr—重復(fù)報(bào)文長(zhǎng)度

　　DA—目的地址

　　SA—源地址

　　FC—功能碼（幀控制）：定義報(bào)文類型。

　　UD（UNIT DATD）—數(shù)據(jù)域

　　FCS—校驗(yàn)字節(jié)（幀校驗(yàn)序列）。

　　ED—終止字節(jié)