• PROFIBUS PA:电源和通信数据通过总线并行传输,主要用于面向过程自动化系统中单元级和现场级通讯。

• PROFIBUS FMS:定义了主站和主站之间的通讯模型,主要用于自动化系统中系统级和车间级的过程数据交换

其中,PROFIBUS-DP 是高速网络,通讯速率达到12M。PROFIBUS-DP 可以连接远程I/O、执

行机构、智能马达控制器、人机界面HMI、阀门定位器、变频器等智能设备, 一条PROFIBUS-DP 总线可以最多连接123 个从站设备。PROFIBUS-DP 的拓扑结构可以是总线型、星型和树型,通讯介质可以是屏蔽双绞线、光纤,也支持红外传输,采用双绞线时,不加中继器最远通讯距离可达1.2 公里,最多可以采用9 个中继器,最远通讯距离可达9 公里。采用光纤时,最远通讯距离可达100 公里以上,其中采用多膜光纤,两点间最远距离可达3 公里,采用单膜光纤时,两点间最远距离可达3 公里。

2.2 Modbus协议简介

Modbus协议是一种适用于工业控制领域的主从式串口通讯协议,它采用查询通讯方式进行主从设备的信息传输,可寻址1-247个设备地址范围。协议包括广播查询和单独设备查询两种方式,二者区别就是广播查询不需要从设备回应信息,主、从设备查询通讯过程见图2:

基于现场总线通信技术实现水利工程控制系统的设计

图2 Modbus主、从设备查询响应

Modbus协议常用功能码如图3所示:

基于现场总线通信技术实现水利工程控制系统的设计

图3 Modbus协议常用功能码

Modbus协议有两种传输模式:ASCII模式和RTU模式。同波特率下,RTU模式较ASCII模式能传输更多的数据,所以工业网络大都采用RTU模式。RTU模式下的信息传输报文格式如图4:

基于现场总线通信技术实现水利工程控制系统的设计

图4 Modbus RTU信息报文格式

它没有起始位和停止位,而是由至少3.5个字符间隔时间作为信息的起始和结束标志。信息帧所有字符位由16进制字符0-9、A-F组成。

Modbus RTU通讯协议帧结构:

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