PROFIBUS-DP总线及在烟草设备上的应用

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

五、GSD文件

　　每一个PROFIBUS-DP主站、从站可能是不同厂商的产品，在组建系统时需要有设备描述数据库文件，这就是GSD文件。GSD文件是用特定格式描述现场设备技术参数的ASCⅡ文件，它是专门软件环境下编辑生成的。详情可参见参考文件[2]。使用根据GSD文件所做的组态工具可以将不同厂商的设备集成在同一总线系统中。这些是PROFIBUS-DP智能芯片工作的环境，一旦含有PROFIBUS-DP智能芯片的DP从站生成GSD文件后，相当于该从站持有一个通用的“身份证”，则这个从站可在任一DP主站下组建系统。

六、PROFIBUS-DP总线在烟草设备上的应用

　　1.PROFIBUS-DP芯片SPC3在YJ17/YJ27卷接机组（7000支/分钟）上的应用

　　SPC3（SIEMENS PROFIBUS CONTROLLER）集成了完整的DP协议，包含方式寄存器、状态寄存器、中断寄存器、各种缓冲器指针和缓冲区等。它有8根数据线及11根地址线，其中低8位地址线与数据线复用，可外接80C32、80C116、80C165、HC11、HC16、HC196等单片机。

　　YJ17/YJ27卷接机组是中烟机械集团公司于上世纪90年代中期从德国HUANI公司引进的技术，相当于PROTOS70。其生产原料是烟丝、滤棒、盘纸、水松纸、胶等，产品是卷制好的一支支香烟。在高速运行的过程中，烟丝与滤棒的进料、盘纸与水松纸的拼接等等一系列动作都影响烟支的质量。YJ17/YJ27卷接机组及PROTOS70其传统的参数调节主要靠机械和电气的各种开关、手柄、按纽、继电器来控制，繁琐而不精确。我们通过PROFIBUS-DP组建控制系统，操作工根据机器状态在触摸屏上很容易地精确设置，调节生产过程中的各项参数。

　　YJ17/YJ27卷接机组电控系统原理框图见图四。在每个DP从站上都带有SPC3芯片及其相关的硬件电路。主站上可以设置各种参数，如：机器运行速度、进料情况、烟支数量、烟支稀释度上下限、烟支重量上下限等等。从站参照这些设定值控制机器正常运转;而机器动态、静态的各种参数由每个从站搜集整理并在主站上可一览无余。中间数据传输就是PROFIBUS-DP的功劳了。每个模块（主、从站）的功能实施靠软件设计人员来完成。

　　2.带PROFIBUS-DP接口的成型产品在滤棒成型机、卷烟/滤棒储存输送系统等产品上的应用

滤棒成型机生产原料是丝束、盘纸、塑化剂、胶等，产品是卷制好的一支支滤棒，在高速运行的过程中，丝束进料、塑化、拉伸以及盘纸的拼接等等一系列动作都影响滤棒的质量。卷烟/滤棒储存输送系统是将卷制好的卷烟/滤棒从