基于Profibus现场总线的煤矿井下胶带监控系统(2)

1.4 Profibus-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（Token Bus）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