手机电脑同步网站开发,上海建设工程信息服务平台,网络推广网站河南,男女做暧网站1、总线访问协议 (FDL)
1.1、多主通信
多个主设备间#xff0c;使用逻辑令牌环依次向从设备发送命令。
特征#xff1a;
主站间使用逻辑令牌环、主从站间使用主从协议主站在一个限定时间内 (Token Hold Time) 对总线有控制权从站只是响应一个主站的请求它们对总线没有控制…1、总线访问协议 (FDL)
1.1、多主通信
多个主设备间使用逻辑令牌环依次向从设备发送命令。
特征
主站间使用逻辑令牌环、主从站间使用主从协议主站在一个限定时间内 (Token Hold Time) 对总线有控制权从站只是响应一个主站的请求它们对总线没有控制权
1.2、总线访问协议 (FDL)
1.2.1 特点
主站或从站可以在任何时间点接入或断开 FDL 将自动地重新组织令牌环令牌环调度确保每个主站有足够的时间履行它的通信任务 因此 用户必须计算全部目标令牌环时间 (TTR)总线访问协议有能力发现有故障的站 失效的令牌 重复的令牌 传输错误和其他所有可能的网络失败所有信息(包括令牌信息)在传输过程中确保高度安全 以免传输错误海明距离 HD 4
1.2.2 什么是海明距离
在信息编码中两个合法代码对应位上编码不同的位数称为码距又称海明距离。 举例如下10101和00110从第一位开始依次有第一位、第四、第五位不同则海明距离为3。
1.2.3 海明距离的作用
用于编码的检错和纠错。
为了检测d个错误需要一个海明距离为d1的编码方案。 因为在这样的编码方案中d个1位错误不可能将一个有效码字改编成另一个有效码字。当接收方看到一个无效码字的时候它就知道已经发生了传输错误。 类似地为了纠正d个错误需要一个距离为2d1的编码方案因为在这样的编码方案中合法码字之间的距离足够远因而即使发生了d位变化则还是原来的码字离它最近从而可以确定原来的码字达到纠错的目的。
1.3、令牌调度原理
在多主网络中 令牌调度必须确保每个主站有足够的时间完成它的通信任务 每个主站需要多少令牌循环时间 (TTR)由用户来设置 每一个主站根据下列公式计算它接收令牌后完成它的通信任务的时间(TTH): T T H T T R − T R R TTH TTR - TRR TTHTTR−TRR
TTH 持有令牌时间
TTR 目标令牌循环时间
TRR 实际令牌循环时间1.4、 总线访问协议 (FDL)状态机 0: 离线 (Offline)
1: 听从令牌 (Listen Token)
2: 主动空闲 (Active Idle)
3: 申请令牌 (Claim Token)
4: 使用令牌 (Use Token)
5: 等待数据响应 (Await Data Response)
6: 检查访问时间 (Check Access Time)
7: 传递令牌 (Pass Token)
8: 检查令牌传递 (Check Token Pass)
9: 等待状态响应 (Await Status Response)
10: 被动空闲 (Passive Idle)1.5、报文
1令牌报文
SD4 开始分界符4 Start Delimiter 4 DA 目的地址 Destination Address SA 源地址 Source Address
2 FDL 状态请求报文 SD1 开始分界符1Start Delimiter 1 DA 目的地址 Destination Address SA 源地址Source Address FC 功能码Function Code FCS 帧检查顺序Frame Check Sequence ED 结束分界符End Delimiter
3数据报文 SD2 开始分界符2Start Delimiter 2 LE 长度Length LEr 重复长度 Repeated Length DA 目的地址 Destination Address SA 源地址Source Address FC 功能码Function Code DSAP 目的服务存取点Destination Service Access Point SSAP 源服务存取点Source Service Access Point DU 数据单元Data Unit FCS 帧检查顺序Frame Check Sequence ED 结束分界符End Delimiter
1.6、主从站通信时序 1.7、数据链路层服务及其用法 1.8、服务存取点 (SAP)
SAP在 PROFIBUS 数据链路层与应用层之间的接口处 服务存取点被用来交互作用 SSAP请求站的服务存取点叫做源服务存取点 DSAP响应站的服务存取点叫做目的服务存取点
服务存取点对 FMS 和 DP/PA 有着不同的功能
对 FMS: 它们被用于区分站之间的逻辑连接对 DP/PA: 它们被用于选择不同的功能
2、PROFIBUS-DP
2.1 三种设备类型
1DP-1类主设备 (DPM1) 中央控制器, 它与分散的 I/O 设备 (DP-从) 交换数据允许若干个DPM1 典型的设备是 PLC, PC, VME
2DP-2 类主设备 (DPM2) 组态 监视或工程工具 它被用来设定网络或参数、监视 DP-从设备
3DP-从设备 直接连接 I/O 信号的外围设备典型的设备是输入 输出 驱动器 阀 操作面板等等
2.2 系统分类
1单主系统
2多主系统
2.3 数据交互 2.4 时间计算
2.4.1 单主循环时间
1总线循环时间和从站个数的关系从站越多总线循环时间越大 2总线循环时间和带宽的关系带宽越高总线循环时间越小
2.4.2 循环时间计算
例如每个DP-从设备有 2 字节的输入和 2 字节的输出数据最小的从间隔时间是 200 微秒
循环时间计算方法
一个八位二进制数 一字节 按 11位传输一个报文头和尾由11 个字节或 9 个字节组成当波特率为1.5M时1个位时间 0.6667µs1 个八位二进制数 11位时间 7.33 µs当波特率为12M时1个位时间 83ns1个八位二进制数 11个位时间 0.913ns实际中需要再加上10~20%的余量
2.4.3 请求响应时间计算
回顾上面的时序图 T M C ( T S Y N T I D 1 T S D R H e a d e r I ∗ 11 T B i t O ∗ 11 T B i t ) ∗ S l a v e s TMC ( TSYN TID1 TSDR Header I * 11TBit O * 11TBit ) *Slaves TMC(TSYNTID1TSDRHeaderI∗11TBitO∗11TBit)∗Slaves
TMC 信息循环时间按位时间计
TID1 在主站的空闲时间 典型的75 个位时间
TSDR 在从站的站延迟时间 典型的11个位时间
Header 在请求和响应帧中的电文头 198 个位时间
I 每个从站的输入数据字节数
O 每个从站的输出数据字节数
Slaves 从站个数例如PROFIBUS-DP 系统的组成 包括1 个主站和 20 个从站 每个从站有 2 个字节的输入和 2 个字节的输出。 T M C ( 33 75 11 198 22 22 ) x 20 7220 T B i t TMC ( 33 75 11 198 22 22 ) x 20 7220 TBit TMC(3375111982222)x207220TBit 对于1.5M带宽4.8 ms 对于12M带宽0.6 ms
2.4.4 响应时间
1从传感器到驱动器的全部响应时间 总线运行时间为两个1ms下图黑粗线约占全部时间的的4% 2从传感器到接触器的全部响应时间 总线运行时间为两个1ms下图黑粗线约占全部时间的的3%
2.5 DP功能
1功能概述 2基本功能
2.6 状态机
1状态划分
参数化阶段从站由 DP- 主站用现行总线参数 监控时间和从站的特定参数进行参数化组态阶段DP- 主站对DP- 从站所需要的配置和现行的配置进行比较数据传输阶段在参数化和组态成功后 DP- 从站改变其状态进入用户数据交换阶段。
注意 在数据传输阶段从站的参数可以被更改更改过程中不必中断数据传输 在以上三个阶段中都可以附加诊断数据和控制命令的传输。
2从站状态机
Power-on. 只有在此状态下 从站能从2类主站接收 Set_Slave_Add 报文来改变它的地址WAIT_PRM. 等待参数化完成WAIT_CFG. 等待组态完成DATA_EXCH. 数据交换若组态或数据交换不成功再回到参数化阶段
3 参数化信息交互 参数化阶段DP-主站传送下列信息给DP-从站
从站用 不用看门狗 watch dog 控制定义站延迟时间 (TSDR)支持的锁定 同步方式DP-从站对其他主站的锁闭或不锁闭组 group 的定义确定相关主站的地址
4组态阶段信息交互
在组态阶段确定从站的输入、输出的数据量还要规定周期性用户数据交换时的用户数据长度组态数据可以分成若干部分每部分16 个字节定义数据域数据域将被一致性地传输制造商指定数据的定义
5控制命令 除与用户数据传输有关的站以外DP-主站可以发送控制命令给一个、一组或全部DP-从站。 这些控制命令设计为全局控制 Global-Controls
输入同步 (锁定模式)输出同步 (同步模式)输出清除进入失效安全状态 (清除模式)
2.7 诊断
诊断分为三级 1与站有关的诊断站一般运行状态的信息如温度过高电压过低…. 2与模块有关的诊断设备中相关模块的信息如输出模块 8A 有故障 … 3与通道有关的诊断输入或输出某一信号位的信息 如输出线 3 断了…
2.8 安全性检查
PROFIBUS-DP 的安全性功能确保如下检查:
参数化错误站脱落传输介质脱落EMC (电磁兼容性)硬件和软件失效
2.9 系统行为
系统行为主要由 DP-主站 (1 类)的系统行为来确定
停止 STOP 在DP-主和DP-从之间无数据传输清除 CLEAR DP-主读取DP-从的输入数据并保持输出在失效安全状态运行 OPERATE DP-主处在数据传输阶段。在后继的周期中DP-从的输入被读且将输出数据写给DP-从
2.10 识别码
每一类 DP-从设备和每一类 DP-主设备 (1 类) 都必须分别有一个识别号
用一个识别号DP-主能识别已联接的DP-从的类型而无须在前面特别议定如果设备类型和设备地址都正确这就为在总线上运行做好了准备此时DP-主将开始用户数据传输识别号用 0 到 FFFF 间的16进数识别号由 PROFIBUS 用户组织发放如在德国的PNO在美国的PTO
2.11 服务存取点 (SAP)
1服务存取点被用来选择不同的DP-功能:
Default-SAP:用户数据交换SAP 54: 主-主功能SAP 55: 设定 / 更改从地址SAP 56: 读输入SAP 57: 读输出SAP 58: 控制命令SAP 59: 读组态数据SAP 60: 读诊断数据SAP 61: 设定参数化数据SAP 62: 检查组态数据
2读取服务的时序图
2.12 GSD文件
1在GSD文件中描述每一个 PROFIBUS-DP 设备的特性。 2每个设备的GSD 文件用设备的电子数据单来表示。 3GSD 文件包含所有设备的特定参数 如:
支持的波特率支持的信息长度输入 / 输出的数据量诊断信息的含义对模拟设备有效的选择
4GSD文件由设备制造商建立 5每一个设备类型分别需要一个GSD文件 6PROFIBUS 用户组织提供GSD编辑程序它使得建立GSD文件非常容易 7GSD编辑程序包括GSD检查程序它确保GSD文件符合PROFIBUS 标准 8在PROFIBUS 网页 http://www.profibus.com 中构成了一个GSD文件库
3、PROFIBUS-PA
3.1 什么是PROFIBUS-PA
PROFIBUS-PA PROFIBUS-DP 通信 对现场设备优选的传输技术 PROFIBUS-PA 用于过程自动化的 PROFIBUS
3.2 用途
1应用范围
用在从设备为变送器、阀、执行器等等通过串行总线系统连接在化学工业和过程控制中使用通过数据线对现场设备供电在危险区域 (EExi 型保护区域)应用
2用于防爆 对防爆和非防爆区域过程自动化的低端应用PROFIBUS-PA 是优选的 PROFIBUS-PA 完全满足化学工业用户组织(如 NAMUR)对数字现场总线的要求。
防爆区划分
Zone 0: 危险的爆炸瓦斯气体经常或长期存在的区域Zone 1: 在正常运行期间危险的爆炸瓦斯气体有可能存在的区域Zone 2: 不希望在正常运行期间存在危险的爆炸瓦斯气体的区域
3 代替传统电流信号线
3.3 总线
1总线接入点 PROFIBUS-PA 接在 PROFIBUS-DP 现场总线系统的从站上如下图所示 2拓扑 3供电 4耦合器 耦合器在不同的传输技术之间提供一个网关 gateway)
5链接器 6循环时间
3.4 协议
1PROFIBUS-PA 和 PROFIBUS-DP的关系
PROFIBUS-PA 以 PROFIBUS-DP 为基础通过标准的 DP 周期性数据交换功能传输量值和状态对于设备参数的传输和用工程工具的设备运行使用扩展PROFIBUS-DP的非周期性读/写功能PROFIBUS-PA 行规定义有关 PA 功能映象
2DP协议周期的和非周期的区别 3.5 设备行规
1举例 2行规确保互操作性
定义运行、识别、维护、诊断等参数定义数据 如温度、压力、流量等的含义定义一个模拟量含范围、工程单位和状态依据国际承认的功能块技术定义通信子集和设备行为支持简单的单变量和复杂的多变量设备结合化学工业的应用开发的
3AB类行规 PROFIBUS - PA 行规定义了两类 A 类:
描述简单设备的公共参数对运行阶段的基本功能限定了范围参数包括过程变量如温度、压力、液位等的被测量值附加特征名称和工程单位
B 类:
对 A 类的扩展包括识别、委派、维护和诊断等更复杂的应用功能
这两类的参数关系在行规的一致性陈述中被说明
4行规内容 行规包括两部分 一般定义 对所有类型的设备都有效定义此设备与 PROFIBUS-PA 间的关系定义操作、起动和再起动 设备数据单 每个设备类型 (如变送器、阀) 有各自的设备数据单定义此设备的特定参数和操作
3.6 设备参数
PA 设备的标准参数
PA行规标准化的设备参数例如功能块模拟输入、压力变送器
3.7 状态字
对每一个过程变量都附有一个状态字节
4、PROFIBUS - FMS
4.1 介绍
1协议结构 2特点
为连接智能现场设备而设计如 PLC、PC、MMI强有力的应用服务提供广泛的功能面向对象的协议多主和主-从通信点对点、广播和局部广播通信周期性和非周期性的数据传输每个设备的用户数据多达 240 个字节得到所有主要 PLC 制造商的支持可以提供大量的产品如 PLC、PC、VME、MMI、I/O…
4.2 面向对象
1面向对象设计 PROFIBUS-FMS是面向对象设计的
变量、参数、程序均设计为对象每个对象都有确定的特性读、写…)所有对象被列在对象字典 (OD) 中对象字典根据每个设备单独构成 2通信对象的类型
3对象的特征 每个对象包括:
指针访问此对象的号对象代码此对象的数据类型对象属性如不删除名称对象全名 (可选)内部地址对象的实六位地址访问权如写保护扩充用户定义
所有 FMS 对象都进入对象字典(OD)
4对象字典 (OD) 对象字典包括如下部分
头部包含此 OD 的结构信息数据类型字典包括所支持的静态数据类型表(如布尔、整数、浮点数 …)静态对象字典包括静态通信对象表(如停机时间、故障率 …)动态变量表的表包括所有现今已知变量表的表动态程序表包括所有现今已知程序的表
例如一个简单设备的OD 5支持的对象 PROFIBUS-FMS 支持如下类型的对象
静态通信对象这些对象登入静态对象字典 简单变量变量类型如整数、布尔数 …数组同类型的简单变量的数组记录各种类型的简单变量的数组区域大数量的数据事件事件信息 动态通信对象这些对象登入动态对象字典 程序调用程序的描述变量表简单变量、数组或记录的记录
4.3 服务 4.4 通信关系
1通信关系 站之间的数据传输通过通信关系来执行通信关系允许存取保护和自动的联接监视 2通信关系表(CRL) 所有通信关系被登入通信关系表 (CRL)
4.5 GSD
对每一个 FMS设备有一张由制造商定义的电子数据单 (GSD文件)FMS GSD文件包括所有相关设备的通信能力在组态期间FMS 组态工具读 GSD文件并将所有信息放入账号在PROFIBUS导则 No. 2.101 中描述了FMS GSD文件的格式
