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時間：2023-05-26

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PROFIBUS的數(shù)據(jù)鏈路層

PROFIBUS的協(xié)議結(jié)構(gòu)見圖2-5，圖中，2層稱為現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層(Fieldbus Data Link，F(xiàn)DL)，規(guī)定了總線訪問控制、數(shù)據(jù)安全性以及傳輸協(xié)議和報文的處理。

PROFIBUS協(xié)議的設計滿足了媒體控制的兩個基本要求∶

1)復雜的自動化系統(tǒng)(主站)之間的通信，必須保證在確切限定的時間間隔中，任何一個站點都有足夠的時間來完成通信任務。

2)PLC或PC與I/O外圍設備(從站)之間的通信，應盡可能簡單快速地完成數(shù)據(jù)的實時傳輸，因通信協(xié)議增加的時間應盡量少。

圖2-5 PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)

PROFIBUS-DP采用混合的總線訪問控制機制來實現(xiàn)上述目標(見圖2-6)。它包括主站之間的令牌(Token)傳遞方式和主站與從站之間的主-從方式。令牌實際上是一條特殊的報文，它在所有的主站上循環(huán)一周的時間是事先規(guī)定的。主站之間構(gòu)成令牌邏輯環(huán)，令牌傳遞

僅在各主站之間進行。令牌按令牌環(huán)中各主站地址的升序在各主站之間依次傳遞。

圖2-6 PROFIBUS-DP的總線訪問方式

某個主站得到令牌報文后，該主站可以在一定的時間內(nèi)執(zhí)行主站工作。在這段時間內(nèi)，它可以依照主-從通信關系表與所有的從站通信，也可以依照主-主通信關系表與所有的主站通信。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)得到總線訪問權(quán)(即令牌)，來訪問分配給該主站的從站。主站可以向從站發(fā)送數(shù)據(jù)，接收來自從站的數(shù)據(jù)。

PROFIBUS-DP使用1、2層和用戶接口層，3～7層未使用，這種精簡的結(jié)構(gòu)確保了高速的。用戶接口規(guī)定了設備的應用功能、PROFIBUS-DP系統(tǒng)和設備的行為特性。直接數(shù)據(jù)鏈路映像程序DDLM提供對2層的訪問。

在總線初始化和起動階段，主站媒體訪問控制()通過辨認主站來建立令牌環(huán)，首先自動地判定總線上所有主站的地址，并將它們的節(jié)點地址記錄在主站表中。在總線運行期間，從令牌環(huán)中去掉有故障的主站，將新上電的主站加入到令牌環(huán)。

PROFIBUS 媒體訪問控制還可以監(jiān)視傳輸媒體和收發(fā)器是否有故障，檢查站點是否出錯(例如重復)，以及令牌是否丟失或有多個令牌。

PROFIBUS在2層按照非連接的模式操作，除提供點對點邏輯外，還提供多點通信，其中包括廣播及選擇廣播功能。

DP主站與DP從站之間的通信基于主-從原理，DP主站按輪詢表依次訪問DP從站，主站與從站間周期性地交換用戶數(shù)據(jù)。DP主站與DP從站之間的一個報文循環(huán)由DP主站發(fā)出的請求幀(輪詢報文)和由DP從站返回的應答或響應幀組成。

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