第1章 绪论 1
1.1现场总线的概念及特点 1
1.2Profibus现场总线的产生及发展历程 2
1.2.1现场总线的产生背景 2
1.2.2几种典型的现场总线技术 3
1.2.3Profibus现场总线的发展历程 5
1.3 Profibus现场总线技术概述 6
1.3.1Profibus的特点 6
1.3.2Profibus的协议类型 7
1.3.3Profibus的应用领域 7
1.4Profibus的现状及发展前景 8
第2章Profibus总线协议结构 10
2.1Profibus协议结构与OSI参考模型 10
2.2Profibus传输技术（物理层，第1层） 12
2.2.1用于DP/FMS的RS-485传输技术 12
2.2.2DP和FMS光缆传输技术 13
2.2.3用于PA的IEC1158-2传输技术 14
2.2.4总线拓扑 16
2.3现场总线数据链路层（第2层） 19
2.3.1现场总线数据链路层 19
2.3.2Profibus网络中的总线访问控制 20
2.4Profibus-DP数据通信协议 22
2.4.1DP设备类型 22
2.4.2各类DP设备之间的数据通信 23
2.4.3Profibus-DP的数据循环 25
2.4.4Profibus-DP的其他基本功能 28
2.4.5Profibus-DPV1扩展功能 29
2.4.6电子设备数据文件（GSD）及DP行规 29
2.5现场总线报文规范层FMS 30
2.5.1Profibus-FMS 30
2.5.2Profibus-FMS服务描述 33
2.6Profibus-PA协议 41
第3章Profibus-DP现场总线通信 43
3.1Profibus-DP系统工作过程 43
3.1.1主站和从站的初始化 43
3.1.2总线上令牌环的建立 43
3.1.3主站与从站通信的初始化 43
3.2Profibus-DP的通信协议规范 46
3.2.1Profibus-DP通信物理层规范 47
3.2.2Profibus-DP通信数据链路层规范 50
3.2.3Profibus-DP通信用户层 64
3.3 Profibus-DP系统结构及通信扩展 77
3.3.1Profibus-DP系统结构 77
3.3.2通信扩展 80
3.4 DP-V0报文详解 83
3.4.1DP报文格式 83
3.4.2改变从站地址报文 84
3.4.3诊断请求及响应报文 85
3.4.4参数设置请求及响应报文 88
3.4.5组态请求及响应报文 90
3.4.6数据交换及全局控制报文 92
第4章DP用户程序接口 97
4.1西门子PLC的Profibus总线通信基础 97
4.1.1可编程控制器S7-300的DP接口 97
4.1.2编程软件STEP7 99
4.1.3硬件组态与参数设置 101
4.1.4带有Profibus-DP的范例项目 106
4.2DP用户程序接口基础 115
4.2.1有关DP的系统功能SFC 115
4.2.2SIMATIC S7数据记录基础 117
4.3DP用户数据通信和过程中断功能 118
4.3.1用SFC14 DPRD DAT和SFC15 DPWRDAT交换连续的DP数据 118
4.3.2用SFC11 DPSYC FR传送的SYNC和REEZE控制命令 120
4.3.3用SFC7 DP PRAL触发DP主设备上的硬件中断 122
4.4SFC的DP诊断功能 123
4.4.1用SFC13“DPNRM＿DG”读取DP从设备的标准诊断数据 123
4.4.2与DP相关系统状态表（SZL） 123
4.4.3局部系统状态表的结构 124
4.4.4用SFC51 RDSYSST读取局部系统状态表 124
4.4.5可供使用的系统状态子表 125
4.4.6 SFC51 RDSYSST的专用特性 126
4.5读、写数据记录／参数 126
4.5.1用SFC55 WR＿PARM写动态参数 126
4.5.2用SFC56 WR＿DPARM在SDB中写入预定的数据记录／参数 128
4.5.3用SFC57 PARM-MOD写来自SDB的全部预定的数据记录／参数 129
4.5.4用SFC58 WR＿REC写数据记录／参数 129
4.5.5用SFC59 RD＿REC读取数据记录 131
4.6 Profibus式数据通信的典型方案 132
4.6.1带有I/O访问命令的数据通信 132
4.6.2交换连续的数据的实例 133
4.6.3处理过程中断 135
4.6.4在Ⅰ从设（S7-400）上生成硬件中断 136
4.6.5传送数据记录和参数 137
4.6.6用SFC55 WR＿PARM写动态参数 137
4.6.7使用SFC56 WR＿DPARM改变模拟量输入模板的参数 141
4.6.8为模拟输入模块测试参数随SFC56 WR＿DPAM而变化 141
4.6.9SYNC/FREEZE 141
4.6.10带有DP主设CPU315-2DP的SYNC和FREEZE的例子 141
4.6.11用交叉通信交换数据 144
第5章Profibus-DP智能从站接口的开发 148
5.1Profibus-DP现场总线从站开发概述 148
5.1.1Profibus-DP从站开发方案 148
5.1.2用SPC3开发Profibus-DP从站的步骤 149
5.1.3设备数据库文件（GSD） 149
5.2Profibus-DP开发包4 156
5.2.1开发包4（PACKAGE4）的组成 157
5.2.2硬件安装 160
5.2.3软件使用 160
5.3从站通信控制器SPC3 162
5.3.1 SPC3功能简介 163
5.3.2 SPC3引脚介绍 164
5.3.3 SPC3存储器分配及参数 166
5.3.4 ASIC接口 169
5.3.5 Profibus-DP接口 175
5.3.6通用处理器总线接口 185
5.3.7 UART 186
5.3.8 Profibus接口 186
5.3.9 Profibus-DP从站的状态机制 186
5.4 Profibus-DP智能从站通信接口的开发 198
5.4.1 Profibus-DP从站硬件设计 198
5.4.2 Profibus-DP从站软件设计 201
第6章 PA总线仪表接口开发 213
6.1 Profibus-PA概述 213
6.1.1 PA概述 213
6.1.2 PA的技术特点 213
6.1.3过程控制使用PA的优点 214
6.2 Profibus-PA的通信协议 214
6.2.1 DP-V1通信协议 214
6.2.2 DP-V1的组成 215
6.3 Profibus-PA行规 215
6.3.1 PA设备行规结构 215
6.3.2 PA设备中的数据及其通用功能块映射 219
6.3.3设备管理目录举例 224
6.4 DP-V 1报文详解 226
6.4.1参数设置报文 226
6.4.2组态报文 228
6.4.3诊断报文 229
6.4.4非循环通信MS1报文 232
6.4.5非循环通信MS2报文 237
6.5 Profibus-PA从站通信电路设计 241
6.5.1智能协议芯片DPC31 241
6.5.2通信接口的程序设计 247
6.6 SIEMENS V1SL的编程结构 251
6.6.1 SIEMNS V1SL固件简介 251
6.6.2 SIEMNS V1SL功能 252
6.7 Profibus-PA通信接口的系统连接及测试 253
6.7.1实验系统的搭建 253
6.7.2 Profibus-PA的通信测试 254
第7章Profibus-PA行规 257
7.1功能组件模型 258
7.2积极参与制订行规的一些组织机构 265
7.3以一个信号链为例子说明行规的功能 266
7.3.1传感器特征值的表述 266
7.3.2校准 267
7.3.3线性化 267
7.3.4初始值（Primary Value）的计算单位 268
7.3.5测量值标度 269
7.3.6测量值的过滤 270
7.3.7极限值控制 271
7.3.8操作方式 272
7.3.9状态的构成 273
7.3.10故障安全行为 275
7.4与设备相关的特征数据与功能 276
7.4.1可读的产品型号商标 276
7.4.2 PA行规的写控制 276
7.4.3在总线上进行的设备冷、热启动 277
7.4.4仪表有效识别号（IDENT＿NUMBER）的切换 277
7.5一般的行规定义与功能 278
7.5.1块的结构 278
7.5.2设备管理（Device Management） 282
7.6调节值的输出 284
7.7行规参数的访问机制 285
7.7.1非循环数据交换 285
7.7.2循环数据交换 286
7.8 Profibus-PA行规V3.01的修改 287
7.8.1浓缩状态和诊断（Condensed Status and Diagnose） 287
7.8.2 I&M功能 294
7.8.3安全（Safety） 300
附录 326
附表A S7300组织块一览表 326
附录B Profibus I/O配置数据与“代码”对照表 327
附录C Profibus智能从站参考硬件电路图 330
参考文献 332