1．PROFIBUS的協(xié)議結(jié)構(gòu)

PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)ISO7498，以O(shè)SI作為參考模型的。PROFIBUS-DP定義了第1、2層和用戶接口。第3到7層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細說明了各種不同PROFIBUS-DP設(shè)備的設(shè)備行為。PROFIBUS-FMS定義了第1、2、7層，應(yīng)用層包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范（FMS）和低層接口（LLI）。FMS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強的通信服務(wù)；LLI協(xié)調(diào)不同的通信關(guān)系并提供不依賴設(shè)備的第2層訪問接口。PROFIBUS-PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴展的PROFIBUS-DP協(xié)議。另外，PA還描述了現(xiàn)場設(shè)備行為的PA行規(guī)。根據(jù)IEC1157-2，PA的傳輸技術(shù)可確保其本質(zhì)性，而且可通過總線給現(xiàn)場設(shè)備供電。使用連接器可在DP上擴展PA網(wǎng)絡(luò)。

    2．PROFIBUS的傳輸技術(shù)

PROFIBUS提供了三種數(shù)據(jù)傳輸型式：RS-485傳輸、IEC1157-2傳輸和光纖傳輸。
 

   （1) RS-485傳輸技術(shù)

    RS-485傳輸是PROFIBUSzui常用的一種傳輸技術(shù)，通常稱之為H2。RS-485傳輸技術(shù)用于PROFIBUS-DP與PROFIBUS-FMS。

    RS-485傳輸技術(shù)基本特征是：網(wǎng)絡(luò)拓撲為線性總線，兩端有有源的總線終端電阻；傳輸速率為9.6kbps~12Mbps；介質(zhì)為屏蔽雙電纜，也可取消屏蔽，取決于條件；不帶中繼時每分段可連接32個站，帶中繼時可多到127個站。

    RS-485傳輸設(shè)備安裝要點：全部設(shè)備均與總線連接；每個分段上zui多可接32個站（主站或從站）；每段的頭和尾各有一個總線終端電阻，確保操作運行不發(fā)生誤差；兩個總線終端電阻必須一直有電源；當分段站超過32個時，必須使用中繼器用以連接各總線段，串聯(lián)的中繼器一般不超過4個；傳輸速率可選用9.6kbps~12Mbps，一旦設(shè)備投入運行，全部設(shè)備均需選用同一傳輸速率。電纜zui大長度取決于傳輸速率。

采用RS-485傳輸技術(shù)的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)使用9針D型插頭。當連接各站時，應(yīng)確保數(shù)據(jù)線不要擰，在高電磁發(fā)射下運行應(yīng)使用帶屏蔽的電纜，屏蔽可電磁兼容性（EMC）。如用屏蔽編織線和屏蔽箔，應(yīng)在兩端與保護接地連接，并通過盡可能的大面積屏蔽接線來復(fù)蓋，以保持良好的傳導(dǎo)性。
 

（2）IEC1157-2傳輸技術(shù)

IEC1l57-2的傳輸技術(shù)用于PROFIBUS-PA，能化工和石油化工業(yè)的要求。它可保持其本質(zhì)性，并通過總線對現(xiàn)場設(shè)備供電。IEC1157-2是一種位同步協(xié)議，可進行無電流的連續(xù)傳輸，通常稱為H1。
 

    （3）光纖傳輸技術(shù)

    PROFIBUS在電磁很大的下應(yīng)用時，可使用光纖導(dǎo)體，以高速傳輸?shù)木嚯x?？墒褂脙煞N光纖導(dǎo)體：一種是價格低廉的塑料纖維導(dǎo)體，供距離小于50m情況下使用；另一種是玻璃纖維導(dǎo)體，供距離小于1km情況下使用。許多廠商提供總線插頭可將RS-485轉(zhuǎn)換成光纖導(dǎo)體或?qū)⒐饫w導(dǎo)體轉(zhuǎn)換成RS-485。
 

    3. PROFIBUS總線存取控制技術(shù)

    PROFIBUS-DP、FMS、PA均采用一樣的總線存取控制技術(shù)，它是通過OSI參考模型第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）來實現(xiàn)的，它包括保證數(shù)據(jù)可靠性技術(shù)及傳輸協(xié)議和報文處理。在PROFIBUS中，第2層稱之為現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層（FDL，F(xiàn)ieldbus Data link）。介質(zhì)存取控制（M A C，   Medium Access Control）具體控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦颍琈AC必須確保在任何一個時刻只有一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)。PROFIBUS協(xié)議的設(shè)計要介質(zhì)存取控制的兩個基本要求：
 

1）在復(fù)雜的自動化（主站）間的通信，必須保證在確切限定的時間間隔中，任何一個站點要有足夠的時間來完成通信任務(wù)。
 

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

因此PROFIBUS主站之間采用令牌傳送，主站與從站之間采用主從。令牌傳遞程序保證每個主站在一個確切規(guī)定的時間內(nèi)總線存取權(quán)（令牌），令牌在所有主站中循環(huán)一周的zui長時間是事先規(guī)定的。在PROFIBUS中，令牌傳遞僅在各主站之間進行。主站總線存取令牌時可依照主-從通信關(guān)系表與所有從站通信，向從站發(fā)送或讀取信息，也可依照主-主通信關(guān)系表與所有主站通信。所以可能有3種配置：純主-從、純主-主和混合。

    在總線初建時，主站介質(zhì)存取控制MAC的任務(wù)是制定總線上的站點分配并建立邏輯環(huán)。在總線運行期間，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)。

    第2層的另一重要工作任務(wù)是保證數(shù)據(jù)的高度完整性。PROFIBUS在第2層按照非連接的操作，除提供點對點邏輯數(shù)據(jù)傳輸外，還提供多點通信，包括廣播和選擇廣播功能。
 

    4．PROFIBUS-DP基本功能

PROFIBUS-DP用于現(xiàn)場設(shè)備級的高速數(shù)據(jù)傳送，主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息?？偩€循環(huán)時間必須要比主站（PLC）程序循環(huán)時間短。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUS-DP還提供智能化設(shè)備所需的非周期性通信以進行組態(tài)、診斷和處理。