GB T 20540.1-2006 测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线 类型3 PROFIBUS规范 第1部分 概述和导则.pdf

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1、ICS 25.040 N 10 中华人民共和国国家标准GB/T 20540. 1-2006 测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3:PROFIBUS规范第1部分:概述和导则Digital data communication for measurement and control一Fieldbus for use in industrial control systems-Type 3: PROFIBUS specification-Part 1 : Overview and guidance (IEC 61158-1 Type 3: 2003 , MOD) 2006-10-16发

2、布2007-05-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检痊总局也士中国国家标准化管理委员会品叩GB/T 20540. 1-2006 目。自GB/T 20540-2006(测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3:PROFIBUS规范的内容分为如下6个部分z一-GB/T20540. 1 概述和导则;一-GB/T20540. 2 物理层规范和服务定义;一-GB/T20540. 3 数据链路层服务定义;一一GB/T20540. 4 数据链路层协议规范;一一一GB/T20540. 5 应用层服务定义;一-GB/T20540.6 应用层协议规范。本部分为GB/T20540-2006的第1部分

3、。本部分修改采用IEC61158-1 Type3: 2003(测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总结类型3:PROFIBUS规范第1部分:概述和导则)，在技术内容上与原国际标准没有差异，为方使我国用户使用，在文本结构编排上进行了适当调整，并按GB/T1.1的要求进行编辑。本部分基于JB/T10308.3-2005制定。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会第四分技术委员会归口。本部分起草单位t中国机电一体化技术应用协会、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、西南大学、中海石油研究中心、上海自动化仪表股份有限公司、清华大学、重庆川仪总厂、北京交通大学、

4、天华化工机械及自动化研究设计院、中石化装备总公司、中国仪器仪表协会、西门子(中国)有限公司。本部分主要起草人:李百煌、欧阳劲松、王春喜、梅恪、王玉敏、刘枫、徐伟华、孙昕、谢素芬、惠敦炎、刘云男、阳宪惠、董景辰、姜金锁、冯秉耘、陈明海、田英明。本部分为首次发布。I 1 范围本部分解择了的关系。2 规范性引用文件下列文件中的件，其随后所有的协议的各方研究部分。GB/T 9387. GB/T 2 BUS规范第3GB/T 20540. BUS规范第4部GB/T 20540. BUS规范第6部分:应1EC 61784: 2003 测量规集3 缩赂i吾测量和控制数字数据通信土业控制系统用现场总线类型3:P

5、ROFIBUS规范第1部分:概述和导则GB/T 20540. 1-2006 70S1基本参考模型结构注日期的引用文根据本部分达成版本适用于本型3:PROFI-类型3:PROFI-类型3:PROFI-类型3:PROFI-i总线连续和断续制造的行本部分以GB/T9387.1规定的部分概念为基础，并采用其中下列定义和缩略语:OSI 开放系统互连N-层OSI基本参考模型的N层AL DL DLL Ph PhL 应用层CN=7)数据链路层(作为前辍)数据链路层CN=2)物理层(作为前摄)物理层CN=l)l GB/T 20540. 1-2006 PROFIBUS规范的结构4 从概念上讲，现场总结PROFIB

6、US是一种数字式、串行、多京的数据总线，用于工业控制和仪表设备，如(但不限于)传感器、执行机构和控制器之间的数据通信。PROFIBUS协议类型按允许多个测量和控制设备在共亭的媒体上进行通信的原则设计，在具有本协议类型的设备之间可直接通信。注1:在较低层以兼容形式使用相同协议、但在其较高层使用不同协议的设备，它们可以共享一种低层媒体。注2，在所有情况下，一种特定类型的数据链路层协议在与同类型的物理层和应用层相销合时，或与在IEC61784 中规定的组合相搞合时可不加限制地使用，在其他组合中使用不同协议类型可能需要其版权所有者的许可。本tJf议类型已被工程化，以支持任何工业部门及相关领域的信息处理

7、、监控和控制系统。图1示出了在过程车间的传感器、执行机构、本地控制器之间，并与可编程序控制器互连在一起的一个高完整性的低层通信应用实例。现场总钱网段信息系统网络传感器控制器过程车间执行机构监控系统现场总线网段桥现场总统网段一般的现场总结网络PROFIBUS使用下列分解概念。第一个概念:将复杂的通信任务分解到基于GB/T93870S0/0S1基本参考模型的适当的几个不同层，从而更便于构造功能和接口(见第6章)。这具有以下益处:二分解了复杂任务;-一适应不同技术的模块化结构。第二个概念:PROFIBUS现场总线由3个层规范组成。PROFIBUS现场总线包括若干服务和协议选项，为了支持一个工作系统，

8、要求对这些选项进行适当选择。在PROFIBUS现场总结中兼容的选项和服务的集合被规定为IEC61784中的标准化通信行规。第三个榄念:物理层、数据链路层以及应用层以王补的方式，按所提供的服务和提供这些服务的协议来描述。固2阐明了数据链路层和应用层的服务与协议视点之间的差异。t协议部分表示层实现者的视点，服务部分表示层用户的视点。2 固1服务面向层用户的视点PROFIBUS规范第5部分-一-模型和概念一一数据类型定义一一应用对象一一服务描述一一通信端点管理DL服务PROFIBUS规范第3部分一一模型和概念-一服务描述一一管理服务AL协议西向层实现者的视点PROFIBUS规范第6部分-一-语法定义

9、和编码一一应用关系程序一一协议机状态机DL协议PROFIBUS规范第4部分一一编码一一媒体访问一-协议机(状态机固2DL/AL服务和协议部分分开的模念应用层结构如下:一一应用服务元素(ASE)描述做什么1一一应用关系(AR)描述怎么做。数据链路层结构如下:一一数据链路服务和模型描述做什么1一一数据链路协议机以及媒体访问原理描述怎么做故GB/f 20540. 1-2006 物理层的结构类似四.但旦因其服务容易措述，因此这些服务定义与物理层协议规范出现在同一规范(见GB/T20540. 2盯中。一一PhL服务和模型描述d一一PhL电磁和机械规范描述怎么做5 对OS臼I基本参考模型的映射采用GB/T

10、9387的原理、方法论和模型来描述PROFIBUS的协议类型自OSI模型提供了对通信标准的分层方法，据此可独立地开发和修改各层。PROFIBUS规定了完整的OSI通信梳由顶至底的功能，以及潜在地规定了通信桔用户的某些功能。OS1的中间层(第3r-6层)的功能可被榷缩到PROFIBUS的数据链路层或PROFIBUS的应用层a同样，为了简化用户操作，PROFIBUS应用层可提供现场总钱应用层的用户公用的若干特性。表l列出了OSI各层、它们的功能以及在PROFIBUS总线模型(见固的中等效的各层。表10日和PROFIBUS的各层OSI各层功能PROFIBUS各层7应用层将位于通信核中的命令要求译成低

11、层所理解的形式，反之亦然。应用层6表达层将数据变换为标准化的网络将式，或从标准化的网络格式变(GB/T 20540. 5,GB/T 20540. 6) 换为数据。+ 5会活层同步和管理数据。+ 3 G/T 20540. 1-2006 表1(续)叫一仰面丽功能PROFIBUS各层1物理层提供透明可靠的数据传输。执行报文路由。控制对通信媒体的访问。执行差错检测。以一种适合于通信媒体的形式对传输/接收的信号进行编码/译码。规定通信媒体的特性。+ 数据链路层20540. 3, GB/T 20540.的物理层(GB/T 20540. 2) 注:+与+表示这一层的功能(当存在时叫PROFIBUS 帧信息编

12、码成倍然后，在1查任何通信组帧信GB/T 20540. 2 GB/T 20540.2定义若寸a) 现场总结b) 现场总线参考模注:将物理层服务定义和物6. 2 PROFIUS数据链路层在不存在永久性差错的条件下抽眩目BUS数据链路层为自辨贸、境中设备之间的数据通信提供基本的严格时间要求的支持。术语严格时间要求用来描述具有一个时窗的应用，在此时窗内，必须按某些己定义的确定性等级完成所需的一个或多个规定的动作。在此时窗内没有完成所规定的动作，会导致需要这些动作的应用失败，甚至导致仪器、设备和可能的人身危险。GB/T 20540. 3依据以下的条款，以一种抽象的方式规定由现场总结数据链路层所提供的外

13、部可视的服务1a) 服务的原语动作和事件。b) 与每个原语动作和事件相关联的各个参散，以及它们所采取的形式。c) 这些动作和事件之间的相互关系，以及它们的有效顺序。应用层，将比特及组层之前，检DL协议类型。GB/T 20540. 3定义若干服务并提供给zG/T 20540. 1-2006 d) 现场总线参考模型的应用层与数据链路层之间交界处的现场总线应用层。e) 现场总线参考模型的数据链路层与系统管理之间交界处的系统管理。GB/T 20540. 4定义了现场总线数据链路层协议，它与GB/T20540. 3相应的服务紧密相关，并位于GB/T20540. 3相应服务的应用场合。6. 3 PROFI

14、US应用层PROFIBUS应用层是为支持在自动化环境中的设备之间传输严格时间要求的应用请求和响应而设计的。GB/T 20540. 5依据以下条款来规定远程应用之间的交互作用:a) 用于定义用户通过使用现场总钱应用层(FAL)服务能控制管理的应用资洒、(对象)的一种抽象模型;b) 与每个FAL服务相关即马c) 与每个原语相关联制攀数;而每个服务的原虽然这些服务从用它们做些什么的规收什么请求和响应GB/T 20540 a) 现场总b) 现场GB/T 20540. 5 叶左牛二;刘兔应i&!缸瓦密相关，并位于5 CON-Fd寸的ONH阁。国华人民共和国家标准测噩和控制数字数据通信工业控制系统用现场总结类型3:PROFIBUS规范第1部分:概述和导则GB/T 20540. 1一2006中4略中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北衔16号邮政编码，100045网址电话，6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销铸印张O.75 字数12千字2007年3月第一次印刷开本880X12301/16 2007年3月第一版* 书号，155066 1-28731定价10.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533