摘 要：本文對(duì)PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)的探討，建立了PROFIBUS-DP主站間令牌訪問(wèn)和主從站間主從訪問(wèn)機(jī)制的模型，通過(guò)分析協(xié)議的編碼效率、通信過(guò)程和通信時(shí)間參數(shù)，定性定量討論了PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的實(shí)時(shí)性、確定性和網(wǎng)絡(luò)利用效率，并得出有理論和實(shí)用價(jià)值的結(jié)論。 關(guān)鍵詞：現(xiàn)場(chǎng)總線，PROFIBUS-DP， MAC ，實(shí)時(shí) Abstract: A detailed discussion on the MAC mechanism of PROFIBUS-DP is given in the paper. The model of message transmission among master stations and that between master and slave stations is set up to analysis the network throughput and time parameters, through which the real-time property, determinism and network utility of the PROFIBUS-DP is presented and meaningful conclusions drawn that helps to the integration and configuration of industrial communication system with PROFIBUS-DP. Key Words：Field bus，PROFIBUS-DP， MAC ，Real-time 0 引言 　　現(xiàn)場(chǎng)總線取代傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn), 4～20mA模擬信號(hào)傳輸方式, 適應(yīng)了現(xiàn)代控制系統(tǒng)模塊化組件、 控制功能分散、集中故障診斷、易于維護(hù), 構(gòu)建成本低的各項(xiàng)要求, 因而得到很大的發(fā)展, 并成功應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域. 然而, 將多個(gè)設(shè)備連接到公共的數(shù)據(jù)通道, 必然帶來(lái)帶寬爭(zhēng)用問(wèn)題, 各種不同的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)機(jī)制不同, 使得用它們構(gòu)成的控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性, 可靠性等也不同. 研究現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的MAC機(jī)制, 分析網(wǎng)絡(luò)性能, 對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用是有意義的. 本文討論的PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線是國(guó)際開(kāi)放現(xiàn)場(chǎng)總線之一，近年來(lái)在我國(guó)大型自動(dòng)化工廠也逐步推廣應(yīng)用，通過(guò)分析PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線MAC機(jī)制，從而分析其性能，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用研究具有現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)和實(shí)用價(jià)值。 1 PROFIBUS-DP 的MAC層協(xié)議 　　PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線作為應(yīng)用在設(shè)備層的公共總線，必須解決各節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)使用權(quán)競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，同時(shí)保證通信的實(shí)時(shí)性。參照開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)議（OSI）, 在PROFIBUS協(xié)議中第二層的現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層（FDL）協(xié)議，定義了總線存取控制協(xié)議（MAC）。通信網(wǎng)絡(luò)的效率、利用率、可靠性、實(shí)時(shí)性很大程度上取決于協(xié)議的MAC協(xié)議方式[1]。 　　1.1 PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線MAC協(xié)議概述 　　PROFIBUS-DP將總線上的節(jié)點(diǎn)分為主站和從站兩類，如圖1。其介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議（MAC）包括主站之間通過(guò)令牌傳遞取得對(duì)總線的占用權(quán)及主站與連接從站之間主從通信兩部分。 　　PROFIBUS主站與主站通信，采用了簡(jiǎn)化的時(shí)間令牌（TT）協(xié)議方式，時(shí)間令牌協(xié)議IEEE802.4是已經(jīng)被證明的成功實(shí)時(shí)通信協(xié)議。PROFIBUS允許四種信息服務(wù)方式：有確認(rèn)數(shù)據(jù)傳遞（SDA）、無(wú)確認(rèn)數(shù)據(jù)傳遞（SDN）、發(fā)送-請(qǐng)求應(yīng)答數(shù)據(jù)傳遞（SRD）、周期發(fā)送-請(qǐng)求應(yīng)答數(shù)據(jù)傳遞。PROFIBUS-DP協(xié)議僅允許SRD和SDN兩種信息服務(wù)方式通信。不論是SDN或是SRD，主站總是立即得到回復(fù)的，這回復(fù)或來(lái)自遠(yuǎn)程站，或來(lái)自本站，這一特點(diǎn)，對(duì)于保障PROFIBUS-DP的實(shí)時(shí)性十分重要。 詳情請(qǐng)點(diǎn)擊：PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線性能分析