基于Profibus现场总线的煤矿井下胶带监控系统
设备)用于DP系统的启动、组态或用于正常运行过程(如诊断)中的系统操作。此类型的主站可以读取由设备来的输入、输出、诊断和组态数据。
(3)DP从站一个DP从站是一个I/O设备,它读取输入信息并向I/O提供输出信息,输入和输出信息数取决于设备类型,最大为244字节。
1.4Profibus-DP的通信协议
Profibus现场总线采用了OSI模型的物理层、数据链路层,如图1所示。其传输速率为9.6kbps~12Mbps,最大传输距离在12Mbps时为100m,在1.5Mbps时为400m,可用中断器延长到10km。其传输介质既可以是双绞线,也可以是光缆,最多可挂接127个站点。
Profibus-DP物理层与ISO/OSI参考模型的第一层相同,采用EIA-RS485协议,根据数据传输速率的不同,可选用双绞线和光纤两种传输介质。
Profibus-DP数据链路层协议媒体访问控制(MAL)部分采用受控访问的令牌总线(TokenBus)和主从方式。令牌总线与局域网IEEE8024协议一致,令牌在总线上的各主站间传递,持有令牌的主站获得总线控
制权,该主站依照关系表与从站或与其它主站进行通信。主从方式的数据链路协议与局域网标准不同,它符合HDLC中的非平衡正常响应模式(NRM)。该模式的工作特点是:总线上一个主站控制着多个从站,主站与每一个从站建立一条逻辑链路;主站发出命令,从站给出响应;从站可以连续发送多个帧,直到无信息发送、达到发送数量或被主站停止为止。数据链数中帧的传输过程分为三个阶段:数据链路建立、帧传输和链路释放。正常响应模式主站与从站之间传输帧的格式如图2所示。
F为帧标志字段(8位)。A为从站地址字段。控制字段C表示帧类型、编号、命令和控制信息,它将HDLC帧分为三种类型:信息帧、监控帧和无编号帧。其中信息帧用于应用数据的传输并捎带应答;监迭帧用于监视链路上的正常操作,对链路状态作出各种响应(如认可帧、请求重传或暂停等);无编号帧(不含信息字段)用于传输各种无编号命令和响应,例如建立链路工作模式、释放链路及报告特殊情况等。信息字段由PKW+PZD的应用数据构成,PKW用于读写参数值,如写入控制字或读出状态字等,一般为4KB长,而PZD用于存储控制器的具体控制值、设置站点或状态字的参数,一般为2~10B长,如PZD的第二个字节可设为0#~7#设备的起停止位。FCS是帧校验字段,它对整个帧的内容进行循环冗余码(CRC)校验。HDLC帧最长可达24B。
Profibus-DP并未采用ISO/OSI的应用层,而是自行设置一用户层。该层定义了DP的功能、规范与扩展要求等。
综上所述可知,Profibus-DP的实时性远高于其它局域网,因而特别适用于工业现场。
2井下胶带监控系统的硬件结构
Profibus-DP被应用于皖北矿务局祁东煤矿井下胶带监控系统,硬件系统如图3所示,整个系统由上位机、Profibus-DP主站、Profibus-DP从站及其现场设备组成。Profibus-DP总线将所有设备连接起来。其中,Profibus-DP主站、Profibus-DP从站均采用SIMATICS7-300的模块系列,主站为CPU315-2DP系列模块,从站为相应I/O模块。
( 《基于Profibus现场总线的煤矿井下胶带监控系统(第2页)》
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(3)DP从站一个DP从站是一个I/O设备,它读取输入信息并向I/O提供输出信息,输入和输出信息数取决于设备类型,最大为244字节。
1.4Profibus-DP的通信协议
Profibus现场总线采用了OSI模型的物理层、数据链路层,如图1所示。其传输速率为9.6kbps~12Mbps,最大传输距离在12Mbps时为100m,在1.5Mbps时为400m,可用中断器延长到10km。其传输介质既可以是双绞线,也可以是光缆,最多可挂接127个站点。
Profibus-DP物理层与ISO/OSI参考模型的第一层相同,采用EIA-RS485协议,根据数据传输速率的不同,可选用双绞线和光纤两种传输介质。
Profibus-DP数据链路层协议媒体访问控制(MAL)部分采用受控访问的令牌总线(TokenBus)和主从方式。令牌总线与局域网IEEE8024协议一致,令牌在总线上的各主站间传递,持有令牌的主站获得总线控
制权,该主站依照关系表与从站或与其它主站进行通信。主从方式的数据链路协议与局域网标准不同,它符合HDLC中的非平衡正常响应模式(NRM)。该模式的工作特点是:总线上一个主站控制着多个从站,主站与每一个从站建立一条逻辑链路;主站发出命令,从站给出响应;从站可以连续发送多个帧,直到无信息发送、达到发送数量或被主站停止为止。数据链数中帧的传输过程分为三个阶段:数据链路建立、帧传输和链路释放。正常响应模式主站与从站之间传输帧的格式如图2所示。
F为帧标志字段(8位)。A为从站地址字段。控制字段C表示帧类型、编号、命令和控制信息,它将HDLC帧分为三种类型:信息帧、监控帧和无编号帧。其中信息帧用于应用数据的传输并捎带应答;监迭帧用于监视链路上的正常操作,对链路状态作出各种响应(如认可帧、请求重传或暂停等);无编号帧(不含信息字段)用于传输各种无编号命令和响应,例如建立链路工作模式、释放链路及报告特殊情况等。信息字段由PKW+PZD的应用数据构成,PKW用于读写参数值,如写入控制字或读出状态字等,一般为4KB长,而PZD用于存储控制器的具体控制值、设置站点或状态字的参数,一般为2~10B长,如PZD的第二个字节可设为0#~7#设备的起停止位。FCS是帧校验字段,它对整个帧的内容进行循环冗余码(CRC)校验。HDLC帧最长可达24B。
Profibus-DP并未采用ISO/OSI的应用层,而是自行设置一用户层。该层定义了DP的功能、规范与扩展要求等。
综上所述可知,Profibus-DP的实时性远高于其它局域网,因而特别适用于工业现场。
2井下胶带监控系统的硬件结构
Profibus-DP被应用于皖北矿务局祁东煤矿井下胶带监控系统,硬件系统如图3所示,整个系统由上位机、Profibus-DP主站、Profibus-DP从站及其现场设备组成。Profibus-DP总线将所有设备连接起来。其中,Profibus-DP主站、Profibus-DP从站均采用SIMATICS7-300的模块系列,主站为CPU315-2DP系列模块,从站为相应I/O模块。
( 《基于Profibus现场总线的煤矿井下胶带监控系统(第2页)》