PROFIBUS-DP总线及在烟草设备上的应用

四、PROFIBUS-DP的总线存取协议

　　1. 三种PROFIBUS（DP.FMS.PA）均使用一致的总线存取协议。该协议是通过OSI参考模型第二层（数据链路层）来实现的。它包括了保证数据可靠性技术及传输协议和报文处理。

　　2. 在PROFIBUS中，第二层称之为现场总线数据链路层（Fieldbus Data Link - FDL）。介质存取控制（Medium Access Control - MAC）具体控制数据传输的程序，MAC必须确保在任何一个时刻只有一个站点发送数据。

　　3.PROFIBUS协议的设计要满足介质控制的两个基本要求：

　　①. 在复杂的自动化系统（主站）间的通信，必须保证在确切限定的时间间隔中，任何一个站点要有足够的时间来完成通信任务。

　　②. 在复杂的程序控制器和简单的I/O设备（从站）间通信，应尽可能快速又简单地完成数据的实时传输。

　　为了满足以上设计要求，PROFIBUS总线存取协议，主站之间采用令牌传送方式，主站与从站之间采用主从方式。

　　4.令牌传递程序保证每个主站在一个确切规定的时间内得到总线存取权（令牌）。在PROFIBUS中，令牌传递仅在各主站之间进行。主站得到总线存取令牌时可与从站通信。每个主站均可向从站发送或读取信息。因此，可能有以下三种系统配置：

　　①.纯主-从系统

　　②.纯主-主系统

　　③.混合系统

　　如图三所示，以一个由3个主站.7个从站构成的PROFIBUS系统为例。3个主站之间构成令牌逻辑环。当某主站得到令牌报文后，该主站可在一定时间内执行主站工作。在这段时间内，它可依照主-从通讯关系表与所有从站通信，也可依照主-主通讯关系表与所有主站通信。

　　5. 在总线系统初建时，主站介质存取控制MAC的任务是制定总线上的站点分配并建立逻辑环。

　　在总线运行期间，断电或损坏的主站必须从环中排除，新上电的主站必须加入逻辑环。

　　6. 第二层的另一重要工作任务是保证数据的可靠性。PROFIBUS第二层的数据结构格式可保证数据的高度完整性。

　　7. PROFIBUS在第二层按照非连接的模式操作，除提供点对点逻辑数据传输外，还提供多点通信，其中包括广播及选择广播功能.

　　8. PROFIBUS-DP用户数据的接受和发送一般通过现场总线数据链路（FDL）采用带应答的数据发送和请求（SRD）服务方式完成，其报文格式如下：

　　SRD请求：

　　SRD响应：

　　SYN—同步位：每个握手报文前必须保持33位长的空闲状态（二进制“1”信号）。

　　SD2—启动符：规定报文类型。

　　SD1：不带数据域的信息域长度固定格式

　　SD2：信息域长度可变格式

　　SD3：带数据域的信息域长度固定格式

　　SD4：令牌报文

　　SD5：短确认

　　LE­—报文长度

　　LEr—重复报文长度

　　DA—目的地址

　　SA—源地址

　　FC—功能码（帧控制）：定义报文类型。

　　UD（UNIT DATD）—数据域

　　FCS—校验字节（帧校验序列）。

　　ED—终止字节