Примечание：Модель OSI（Open System Interconnection Model）это международная организация по стандартизации（ISO）существовать20век80Разработан в начале 1990-х годов для использования с компьютерами иликоммуникация Стандартная система для соединения между системами。это будетсетькоммуникация Работа разделена на семь уровней.,Каждый уровень отвечает за разные функции,От физического соединения до обработки заявок.

Модель OSI

PROFIBUSКонструкция модуля шинной технологии относится кISO/OSIседьмой этаж Модель。между двумя узламикоммуникация过程分布существовать从第一层（физический уровень）到第седьмой этаж（Прикладной уровень）на семи уровнях。PROFIBUSиспользовалПервый, второй и седьмой этажи。

• Первый уровень (физический уровень): Этот уровень определяет электрические и механические свойства среды связи, используемой в PROFIBUSсети. Он включает спецификации для различных физических уровней, таких как EIA-485, Оптический кабель и MBP (Манчестерское кодирование с питанием от шины).
• Уровень 2 (уровень канала передачи данных): Уровень канала передачи данных отвечает за надежную передачу пакетов данных по физической среде. Он отвечает за обнаружение и исправление ошибок, а также за управление потоком и т. д.
• Седьмой уровень (прикладной уровень): Уровень приложений — это место, где фактически происходит обмен данными, специфичными для приложения, между устройствами. Он определяет протоколы и структуры данных, используемые на прикладном уровне.

Промежуточные уровни, такие как сетевой, транспортный, сеансовый и уровень представления, не определены в спецификации.

Категория физического уровня

Физический уровень PROFIBUS – EIA-485

EIA-485 — один из наиболее часто используемых физических уровней в сетях PROFIBUS. Это стандарт дифференциальной сигнализации с кодировкой NRZ (без возврата нуля), который обеспечивает надежную передачу данных на большие расстояния. EIA-485 поддерживает многоабонентскую конфигурацию, к одной шине можно подключить несколько устройств. Скорость связи может варьироваться от 9,6 до 12 000 Кбит/с по простым экранированным двухпроводным кабелям витой пары длиной от 1200 до 100 метров на сегмент. Он может поддерживать до 32 узлов на сегмент и до 126 повторителей в сети. Это делает его подходящим для приложений, требующих связи с несколькими устройствами, таких как системы автоматизации производства.

Что касается внедрения RS485, мы представили его подробно:

Полный анализ технологии последовательной связи RS232, RS422 и RS485 (завершен)

Физический уровень PROFIBUS — оптический кабель

Физический уровень оптического кабеля использует оптоволоконные кабели для передачи данных в сети PROFIBUS. Они предлагают несколько преимуществ по сравнению с традиционными физическими уровнями на основе меди, такие как устойчивость к электромагнитным помехам и большие расстояния связи. Скорость передачи данных может варьироваться от 9,6 до 12 000 Кбит/с при передаче по многомодовому и одномодовому оптическому волокну из стекла/PCF/пластика с кодированием NRZ (без возврата нуля).

В волоконно-оптических кабельных сетях устройства обычно подключаются по топологии «звезда» и «кольцо», но возможны и линейные типы с максимальным количеством узлов в сети до 126 узлов. Этот тип сети PROFIBUS обычно используется в приложениях, где шум и суровые условия окружающей среды являются проблемой, например, на электростанциях и нефтехимических предприятиях.

Характеристики различных оптических волокон показаны в следующей таблице:

Физический уровень PROFIBUS - MBP

MBP, или Manchester Coding Bus (Манчестер) Coded Bus Powered）,даСпециально разработан для сетей PROFIBUS PA.的физический уровень。Он использует метод с питанием от шины,Сигнал связи получается из самого напряжения шины. Это устраняет необходимость во внешнем питании для полевых устройств.,Упрощает установку и снижает затраты. Как следует из названия,它существовать简单的双绞线、Для использования с экранированными двухпроводными кабелями.31.25 Битовая синхронизация Кбит/с, манчестерское кодирование. Как и у шины RS485, количество устройств может достигать 32 узлов, а максимальное количество узлов в сети — 126.

Возможные топологии шины включают линию и дерево. Физический уровень MBP хорошо подходит для приложений автоматизации процессов в опасных отраслях, где важны доступность электроэнергии и безопасность.

В зависимости от вышеуказанных физических уровней см. характеристики, приведенные в следующей таблице:

Примечание. Термин MBP как транспортная технология имеет следующие свойства:

• «Манчестерская кодировка (M)»
• «С питанием от автобуса (BP)»

Этот термин заменяет предыдущие распространенные термины «физический уровень в соответствии с IEC 61158-2», «1158-2» и т. д., используемые для искробезопасной передачи. Причина этого изменения заключается в том, что в окончательной версии IEC 61158 IEC 61158-2 (физический уровень) описывает несколько различных технологий подключения, включая технологию MBP, поэтому предыдущее описание неясно. MBP — это технология синхронной передачи, использующая фиксированную скорость передачи 31,25 Кбит/с и манчестерское кодирование. Эта технология передачи часто используется в области автоматизации процессов, поскольку она отвечает особым требованиям химической и нефтехимической промышленности, а именно: искробезопасность и питание по шине по двухпроводной технологии. Это означает, что PROFIBUS также может использоваться во взрывоопасных зонах и является искробезопасным.

в заключение

PROFIBUS — это универсальный и надежный протокол связи, который играет жизненно важную роль в области промышленной автоматизации. Включает различные категории, такие как PROFIBUS FMS、PROFIBUS ДП и ПРОФИБУС PA,Удовлетворение различных потребностей приложений。Понимание протокола PROFIBUS, его физических уровней, сопоставление с моделью уровня OSI и методов устранения неполадок имеют решающее значение для успешного внедрения и обслуживания сети PROFIBUS.。существовать接下来的文章中,Мы продолжим анализировать все аспекты протокола Profibus.,Пожалуйста, продолжайте следить за нами!

Справочные ссылки:

1. https://www.rtautomation.com/technologies/profibus/
2. https://us.profinet.com/profibus_tech/iso-osi-model/
3. https://us.profinet.com/technology/profibus/