1.1 PROFIBUS的发展现状 1
第1章 PROFIBUS的发展与国际标准 1
1.2 PROFIBUS的分类和它与国际标准的关系 2
1.2.1 PROFIBUS的分类简介 2
1.2.2 PROFIBUS与国际标准的关系 2
1.3 PROFIBUS的国际化标准发展过程 6
1.4 PROFIBUS的系统组成和通信协议简述 9
1.4.1 PROFIBUS的系统组成 9
1.4.2 PROFIBUS的通信协议简述 9
第2章 PROFIBUS的物理层 11
2.1 RS-485物理传输方式 11
2.1.1 电缆技术数据 11
2.1.2 电缆连接头 12
2.1.3 信号传输特性 13
2.2 本质安全的传输方式——适用于PROFIBUS-PA 15
2.2.2 PA电缆上的信号传输和连接示意图 16
2.2.1 PA电缆的技术数据 16
2.2.3 FISCO模型的简述 18
2.3 光纤电缆传输方式 19
2.3.1 光纤电缆特性 20
2.3.2 FO总线的连接 20
第3章 PROFIBUS的数据链路FDL层 22
3.1 基本的FDL层服务功能集 22
3.1.1 数据传输功能 22
3.1.2 管理功能 24
3.2 数据传输格式 25
3.2.1 UART编码 25
3.2.2 报文帧的格式和定义 26
3.3 PROFIBUS的MAC协议 31
3.3.1 PROFIBUS的Token_Passing的原理 31
3.3.2 基于Token_Passing的主从轮询协议的运行机理详述 32
3.3.3 PROFIBUS的主站 34
3.3.4 逻辑环的管理 36
3.3.5 令牌目标循环时间的设置 38
3.3.6 数据通信任务的优先级别 39
3.3.7 Token_Passing协议的状态机 40
3.4 PROFIBUS的总线时序关系 41
第4章 PROFIBUS的周期性数据交换MS0 43
4.1 PROFIBUS的数据通信模型 43
4.2 PROFIBUS的从站 45
4.2.1 从站状态机 45
4.2.2 从站的初始化过程中相关问题 46
4.2.3 从站的逻辑结构模型 47
4.3 从站初始化过程中的主站 48
4.3.1 从站初始化过程中主站各种服务和SAP点 48
4.3.2 主站的模式变化和从站的错误安全保障状态 49
4.3.3 主站的逻辑结构 50
4.4 从站地址的改变 51
4.5 从站的参数赋值过程详述 52
4.5.1 参数的编码 53
4.5.2 参数赋值在GSD文件中的定义举例 56
4.5.3 参数赋值帧的格式 57
4.6 组态配置 58
4.6.1 从站的数据结构 58
4.6.2 组态配置的验证 61
4.6.3 GSD中的配置部分的描述 63
4.7 诊断 63
4.7.1 诊断过程中的帧结构和顺序 64
4.7.2 诊断信息详解 65
4.8 PROFIBUS-DP的GSD文件 72
4.8.1 GSD文件的引入 72
4.8.2 GSD文件的生成和举例 73
4.9 PROFIBUS的周期时间 76
第5章 非周期交换任务MS1和MS2 79
5.1.2 DP-V1参数赋值过程 80
5.1 MS1：与Class1主站的非周期性数据通信 80
5.1.1 链接控制 80
5.1.3 MS1通信的内容 82
5.2 非周期通信中的数据模型 83
5.3 MS1非周期数据通信中的读写服务 84
5.3.1 MS1中的读数据服务 84
5.3.2 MS1中的写服务 87
5.4 MS1诊断数据信息和报警处理 87
5.4.1 MS1中报警的产生和处理 88
5.4.2 与报警有关的帧结构 89
5.5 MS1的状态监控信息的处理 92
5.6 MS2非周期性数据交换的通信 94
5.6.1 MS2中的链接建立初始化过程 95
5.6.2 初始化过程中的帧结构 96
5.6.4 MS2中的数据传输 97
5.6.3 读写服务 97
5.6.5 轮询操作 98
5.6.6 MS2服务Abort 98
5.7 GSD文件的扩充（版本3） 99
第6章 IEC61158的扩展DP-V2 101
6.1 等时同步模式 101
6.1.1 DP-V2的总线节拍时序 102
6.1.2 等时同步模式下的时钟偏移 104
6.2 数据在从站间的直接交换DxB 106
6.2.1 DxB的工作方式 106
6.2.2 初始化参数的格式 107
6.3 上传和下载 110
6.4 时钟同步 113
6.5 冗余 116
6.5.1 从站冗余 117
6.5.2 冗余的其他方面 117
6.5.4 通信通道的切换 118
6.5.3 地址的分配 118
6.5.5 冗余操作下的诊断 123
6.5.6 针对冗余模式下的BS模块增加的错误代码 123
6.6 GSD文件的扩充版本4（适合于DP-V2） 124
第7章 PROFIBUS站点的开发与实现 126
7.1 PROFIBUS的站点实现方案 126
7.2 PROFIBUS协议的ASIC芯片一览 128
7.3 适合于简单型从站的ASIC 130
7.3.1 LSPM2结构图和应用详解 130
7.3.2 使用LSPM2的从站构成框图 133
7.4 适合于智能型从站的ASIC 133
7.4.1 SPC3 134
7.4.2 SPC3的内部结构 134
7.4.3 SPC3支持的数据通信 138
7.4.4 SPC3的硬件连接图 139
7.4.5 用于SPC3的软件 140
7.5 SPC4系列芯片 141
7.6 DPC31芯片 142
7.6.1 DPC31的功能详述 142
7.6.2 外部微处理器接口 144
7.6.3 芯片的工艺数据 144
7.6.4 内存和缓冲区的地址分配及通信参数的设置 144
7.7 主站芯片——ASPC2 144
7.7.1 ASPC2的反应时间 145
7.7.2 ASPC2与微处理器的连接 146
7.8 常见桥接辅助芯片介绍 148
7.8.1 SIM11应用 148
7.8.2 用于光纤通信系统接口的FOCSI 149
7.9 Siemens系列ASIC的技术简单总结对比 151
7.10 接口模板 151
7.10.1 IM180主站接口模块 152
7.10.2 IM182-1从站接口模块 153
7.10.3 IM183-1从站接口模块 154
7.11 PROFIBUS的开发包 156
7.10.4 IM184从站接口模块 156
7.11.1 Dev.Kit4 157
7.11.2 Dev.Kit-DP/PA 157
7.11.3 Dev.Kit PROFIsafe 159
7.11.4 各种开发接口模板和开发包的技术汇总 159
第8章 PROFIBUS系统的实现 161
8.1 总体设计 161
8.2 PROFIBUS系统的拓扑结构确定 162
8.3 PROFIBUS的设备选型和开发 166
8.3.1 从站方案 166
8.3.2 主站方案 168
8.3.3 固件的设计 168
8.4 PROFIBUS-DP系统的初始化 169
8.5 PROFIBUS系统实现中的常见错误 171
8.6.1 网络监听器 173
8.6 PROFIBUS的常用诊断工具 173
8.6.2 Siemens的硬件测试设备 175
第9章 PROFIBUS产品的测试和认证 177
9.1 PROFIBUS产品测试与认证 177
9.2 步骤和过程 178
9.3 测试中的常见错误 180
9.4 PROFIBUS产品的认证授权 183
9.5 PROFIBUS产品测试实验室 183
第10章 PROFIBUS-PA介绍 188
10.1 PROFIBUS-PA的基本特点 188
10.2 PROFIBUS-PA的网关——实现DP/PA连接的接口 189
10.2.1 几种不同的网关 189
10.2.2 耦合器 190
10.2.3 链接器 191
10.3.1 对透明的耦合器的初始化配置 192
10.3.2 对非透明的链接器的初始化配置 192
10.3 PA设备的初始化配置 192
10.2.4 Y-Link 192
10.3.3 设备主文件 193
10.4 设备的互操作性 193
10.5 PA设备的非周期数据交换 194
10.6 PROFIBUS-PA总线的安装 195
10.6.1 PA的拓扑结构 195
10.6.2 EN61058-2中规定的电缆 195
10.6.3 屏蔽和接地 196
10.6.4 PA网段的设备数量计算 197
第11章 PROFInet简述 199
11.1 PROFInet的技术特色 200
11.2 PROFInet的网络结构 200
11.2.1 PROFInet的物理层 201
11.2.2 PROFInet中的交换机 201
11.3 PROFInet中的数据交换方式 202
11.3.1 分散式现场设备（PROFInet IO） 202
11.3.2 分布式自动化（PROFInet CBA） 204
11.4 PROFInet通信的实时性 205
11.4.1 PROFInet IO的通信实时性 207
11.4.2 PROFInet CBA的组件之间的通信 207
11.5 PROFInet与别的FCS系统的集成 208
11.5.1 通过代理服务器的集成 208
11.6.1 IP地址的管理 209
11.6.2 诊断管理 209
11.6 IT功能在PROFInet中的集成 209
11.5.2 对各现场总线系统的直接集成 209
11.6.3 Web服务 210
11.6.4 OPC和PROFInet 210
11.7 PROFIBUS和PROFInet的关系 211
第12章 PROFIBUS的新规约简介 214
12.1 PROFIdrive 214
12.2 PA Devices 216
12.6 Remote I/O for PA 218
12.5 Ident System 218
12.4 SEMI.Devices 218
12.3 Fluid Power 218
12.7 PROFIsafe 219
12.8 PROFIBUS上的HART 220
附录A PROFIBUS报文帧结构汇总 222
A1 数据链路层的报文帧 222
A2 用于报文帧识别的SAPs 223
A3 MS0报文帧 224
A3.1 改变工作站地址 224
A3.2 诊断请求 224
A3.3 初始化参数报文帧（Prm_Cmd.req） 227
A3.4 对初始化参数报文帧的响应（Prm_Cmd.res） 228
A3.5 组态配置报文帧（Chk_Cfg.req） 228
A3.6 对配置报文帧的响应 229
A3.9 Read_Outputs 230
A3.10 全程控制报文帧 230
A3.8 Read_Inputs 230
A3.7 数据交换 230
A4 主站对主站的通信（Class1与Class2主站） 231
A4.1 Get_Master_Diag.req 231
A4.2 Get_Master_Diag.res 232
A4.3 Get_Master_Diag.req 232
A4.4 Get_Master_Diag.res 233
A4.6 Get_Master_Diag.res 234
A4.5 Get_Master_Diag.req 234
A4.7 Upload.req 235
A4.8 Upload.res 236
A4.9 Download.req 236
A4.10 Download.res 237
A4.11 Start_Seq.req 238
A4.12 Start_Seq.res 238
A4.13 End_Seq 239
A4.14 Activate_Para_Brct.req 239
A5.1 DP-V1报文的综述 240
A4.15 Activate_Para.req/.res 240
A5 DP-V1报文帧 240
A5.2 DP-V1的初始化参数 241
A5.3 DS_Read.req/DS_Read.res报文帧的结构 242
A5.4 查询报文帧的结构 244
A5.5 MS1数据设置写入服务（DS_Write） 245
A5.6 MS1的报警处理 246
A6 MS2连接 248
A6.1 在初始化请求中用户数据的结构 248
A6.2 MS2服务报文DS_Read和DS_Write 248
A6.3 MS2服务报文Data_Transport 248
A6.4 MS2服务异常中止 249
A7 PROFIBUS-DP数据类型 250
A7.1 整型 250
A7.2 无符号型 250
A7.3 浮点指针（4字节） 250
A7.5 日期和时间 251
A7.4 可视性字符串／字节字符串 251
A7.6 报文结构中个别数据类型的编码 252
A8 IEC61158（DP-V2）中功能扩展的报文 253
A8.1 结构化参数 253
A8.2 Ext_User_Prm报文 254
A8.3 Ext_User_Prm.res数据响应 255
A8.4 时钟报文 255
A8.5 计时同步报文 257
A8.6 用于Upload/Download的报文 259
A8.7 冗余切换报文（Prm_Cmd） 260
A9 DP-V1的出错代码帧 263
附录B 重要术语一览 265
附录C 英文名词索引 268
附录D PROFIBUS国际组织 270
参考文献 276