| 标准编号 | GB/T 25740.2-2013 (GB/T25740.2-2013) | | 中文名称 | PROFIBUS & PROFINET技术行规PROFIdrive 第2部分：行规到网络技术的映射 | | 英文名称 | PROFIBUS and PROFINET Technical Profile PROFI drive -- Part 2: Mapping of Profile to Network Technologies | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | N10 | | 国际标准分类 | 25.040 | | 字数估计 | 90,988 | | 旧标准 (被替代) | GB/Z 25740.2-2010 | | 引用标准 | IEC 61158-1; IEC 61158-2; IEC 61158-3-1; IEC 61158-3-2; IEC 61158-3-3; IEC 61158-3-4; IEC 61158-3-7; IEC 61158-3-8; IEC 61158-3-11; IEC 61158-3-12; IEC 61158-3-13; IEC 61158-3-14; IEC 61158-3-16; IEC 61158-3-17; IEC 61158-3-18; IEC 61158-3-19; IEC 61158-3 | | 采用标准 | PNO Version 1.1.1, IDT | | 标准依据 | 国家标准公告2013年第27号 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | GB/T 25740的本部分规定了如何将PROFIdrive行规映射到不同的网络技术:PROFIBUS DP, 见第4章;PROFLNET IO, 见第5章。 | GB/T 25740.2-2013
PROFIBUS & PROFINET Technical Profile PROFIdrive.Part 2: Mapping of Profile to Network Technologies
ICS 25.040
N10
中华人民共和国国家标准
代替GB/Z 25740.2-2010
技术行规PROFIdrive
第2部分:行规到网络技术的映射
2013-12-31发布
2014-08-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅴ
引言 Ⅵ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语、定义和缩略语 2
3.1 术语和定义 2
3.2 缩略语 5
4 到PROFIBUSDP的映射 7
4.1 概述 7
4.2 到PROFIBUS数据类型的映射 7
4.3 PROFIBUSDP上的基本模型 8
4.4 PROFIBUSDP上的驱动模型 13
4.5 DOIO数据 14
4.6 参数访问 25
4.7 P-Device组态 32
4.8 报警机制 36
4.9 时钟同步操作 36
4.10 PROFIBUSDP特定参数 57
4.11 应用类的特定通信功能 58
5 到PROFINETIO的映射 59
5.1 概述 59
5.2 到PROFINETIO数据类型的映射 59
5.3 PROFINETIO中的基本模型 60
5.4 PROFINETIO中的驱动模型 66
5.5 DOIO数据 70
5.6 参数访问 71
5.7 P-Device组态 73
5.8 报警机制 74
5.9 时钟同步操作 77
5.10 PROFINETIO特定参数 79
5.11 应用类特定通信功能 80
参考文献 81
图1 PROFIdrive文件结构 Ⅶ
图2 PROFIdrive驱动系统中的PROFIBUSDP设备 8
图3 PROFIBUSDP上的PROFIdrive设备及其之间的关系 9
图4 PROFIBUSDP上PROFIdrive通用通信模型 9
图5 PROFIBUSDPDXB通信说明 10
图6 PROFIBUSDP上的PROFIdrive同步通信 11
图7 PROFIBUS上的P-Device通信模型 12
图8 PROFIBUSDP上基本模型状态机的映射 13
图9 PROFIBUSDP特定P-Device逻辑模型(多轴驱动器) 13
图10 PROFIBUS槽到PROFIdriveDO的映射 14
图11 DXB通信的应用示例 18
图12 具有DXB关系的同构P-Device内部数据流 21
图13 DXB订阅者表(在Prm-Block中)的结构 22
图14 具有从站间循环数据交换的PROFIBUS时序图 23
图15 PROFIBUS同构的P-Device的PAP和参数访问机制 25
图16 PROFIBUS异构P-Device的PAP和参数访问机制 26
图17 通过 MS1AR或 MS2AR的报文序列 27
图18 驱动单元结构 33
图19 PROFIBUSDP上模块化驱动单元类型的组态和通信通道 35
图20 PROFIBUSDP上DU的参数P978(所有DO-ID的列表)的含义 35
图21 PROFIBUSDP上复杂模块化驱动单元P978的示例 36
图22 等时同步DP周期的顺序 36
图23 时间设置 37
图24 示例:最简单的DP周期 39
图25 优化的DP周期 40
图26 示例:优化的DP周期(TMAPC=2×TDP) 41
图27 启动(时间顺序) 42
图28 阶段1:从站参数化,组态 43
图29 阶段2:使用时钟全局控制的PLL同步 44
图30 阶段3:从站应用与主站Sign-Of-Life的同步 45
图31 启动过程的阶段2和阶段3的状态图 46
图32 阶段4:主站应用到从站Sign-Of-Life的同步 47
图33 示例:从启动到循环操作(阶段1)(TMAPC/T DP=2/1) 48
图34 示例:从启动到循环操作(阶段2)(TMAPC/T DP=2/1) 48
图35 示例:从启动到循环操作(阶段3)(TMAPC/T DP=2/1) 49
图36 示例:从启动到循环操作(阶段4)(TMAPC/T DP=2/1) 50
图37 示例:从启动到循环操作(阶段5)(TMAPC/T DP=2/1) 51
图38 在从站内用于时钟保存的PLL 54
图39 运行时间补偿 55
图40 DP周期违反 56
图41 示例:时钟失效 (在4个DP周期后出现故障) 57
图42 PROFIdrive驱动系统中的PROFINETIO设备 60
图43 PROFIdrive设备和它们在PROFINETIO上的关系 61
图44 PROFINETIO上的PROFIdrive通用通信模型 62
图45 用于PROFINETIO上的PROFIdrive的同步通信 63
图46 PROFINETIO上的P-Device通信模型 63
图47 IOAR和监控设备AR的内容 64
图48 用于P-Device间循环数据交换的 MCR 65
图49 基本模型状态机在PROFINETIO上的映射 66
图50 PROFINETIO特定逻辑P-Device模型(多轴驱动器) 67
图51 用PROFINETIO子模块(CO)表示PROFIdriveDO 67
图52 PROFINETIO上P-Device的层次模型 68
图53 DOIO数据块的模块化(示例) 70
图54 用于基本模式参数访问的请求和响应的数据流 72
图55 PROFINETIO上的模块化驱动单元类型的组态和通信通道 73
图56 PROFINETIO上DU的参数P978“所有DO-ID列表”的含义 74
图57 根据故障类机制生成诊断数据 76
图58 同步数据周期的序列 78
表1 数据类型的映射 7
表2 标准报文的DPID和PROFIdriveID 15
表3 1个驱动轴,标准报文3 16
表4 2个驱动轴,标准报文3 16
表5 2个驱动轴,标准报文3,每个轴一个DXB链接,1个链接2个字 17
表6 1个驱动轴,标准报文20 17
表7 从站No.11(发布者) 19
表8 从站No.12(发布者和订阅者) 20
表9 涂敷驱动器的DXB通信链接的组态 20
表10 从站No.10(订阅者) 20
表11 放卷机DXB通信链接的组态 21
表12 用于从站与从站通信(数据交换广播,DXB)的参数(Set_Prm,GSD) 24
表13 用于PROFIBUSDP参数访问的服务 27
表14 为参数访问定义的PAP 27
表15 DP从站处理的状态机 28
表16 MS1/MS2AR报文帧,写请求 28
表17 MS1/MS2AR报文帧,写响应 29
表18 MS1/MS2AR报文帧,读请求 29
表19 MS1/MS2AR报文帧,读响应 29
表20 过程数据ASE报文帧,错误响应 30
表21 PROFIdrive错误类别和代码的分配 30
表22 数据块长度 31
表23 由于过程数据ASE数据块长度引起的限制 32
表24 用于 MS1/MS2AR服务的GSD参数 32
表25 用于启动、循环操作的DP服务 41
表26 “时钟周期同步驱动器接口”使用的参数(Set_Prm,GSD) 51
表27 同步类型的可能组合 52
表28 等时同步模式的条件 53
表29 PLL的输入信号 54
表30 PLL的输出信号 55
表31 通信系统接口的PROFIBUSDP特定参数的概述 57
表32 按参数号列出的PROFIdrive特定参数 57
表33 参数963中波特率的编码 58
表34 应用类的特定通信功能 59
表35 数据类型映射 59
表36 子模块ID的结构 69
表37 子模块类型类的定义 69
表38 参数访问模式(PAP)的定义 71
表39 AlarmNotification-PDU的使用 74
表41 ChannelErrorType的使用 76
表42 DiagnosisData的使用 77
表43 用于“通信系统接口”的特定PROFINETIO参数概述 79
表44 按参数号列出的PROFIdrive特定参数 79
表45 应用类的特定通信功能 80
前言
GB/T 25740《PROFIBUS&PROFINET技术行规PROFIdrive》分为2个部分:
---第1部分:行规规范;
---第2部分:行规到网络技术的映射。
本部分为GB/T 25740的第2部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分代替GB/Z 25740.2-2010《PROFIBUS&PROFINET技术行规PROFIdrive 第2部分:
行规到网络技术的映射》。
本部分与GB/Z 25740.2-2010的主要变化如下:
---将图14中的从站间通信更改为:从站间的循环通信;
---在表37中增加了类型类,用于标准报文30~32以及标准报文81~84。
本部分使用翻译法等同采用PROFIBUS国际组织技术规范PNOVersion4.1.1《PROFIBUS&
PROFINET技术行规PROFIdrive 第2部分:行规到网络技术的映射》。
与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:
---GB/T 20540.5-2006 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:PRO-
FIBUS规范 第5部分:应用层服务定义(IEC 61158-5-3:2003,MOD)
---GB/T 20540.6-2006 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:PRO-
FIBUS规范 第6部分:应用层协议规范(IEC 61158-6-3:2003,MOD)
---GB/Z 20541.1-2006 测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线 类型10:
PROFINET规范 第1部分:应用层服务定义(IEC 61158-5-10:2003,MOD)
---GB/Z 20541.2-2006 测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线 类型10:
PROFINET规范 第2部分:应用层协议规范(IEC 61158-6-10:2003,MOD)
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(SAC/TC124)归口。
本部分起草单位:机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、上海自动化仪表股份有限公司、中科院
(沈阳)自动化研究所、西南大学、中国石化集团上海工程有限公司、清华大学、北京理工大学、上海步科
自动化股份有限公司、北京机械工业自动化研究所、西门子(中国)有限公司、南京埃斯顿自动化公司。
本部分主要起草人:谢素芬、高镜媚、刘丹、包伟华、杨志家、刘枫、高欣、肖曦、冬雷、池家武、李百煌、
惠敦炎、薛惠霞、臧秀娟。
引 言
IEC 61800-7描述了控制系统和电力驱动系统(PDS)之间一种通用的接口。这种接口可以被嵌入
控制系统内。控制系统本身也可以置于驱动器内(有时称之为“智能驱动器”)。通用的PDS接口不是
任何通信网络技术(例如PROFIBUS和PROFINET)所专用的。IEC 61800-7-1的附录中规定了不同
驱动行规类型对通用PDS接口的映射。
有多种物理接口可供利用(模拟和数字的输入和输出,串行和并行的接口,现场总线和网络)。对于
某些应用领域(如运动控制)和某些设备类(如标准驱动器、定位装置),现已定义了基于特定物理接口的
行规。相应驱动器和应用程序接口的实现则是自有的,并且是多种多样的。
PROFIdrive定义了一组被映射到行规的通用的驱动控制功能、参数和状态机或操作顺序的描述。
PROFIdrive符合IEC 61800-7系列标准。IEC 61800-7提供了一种访问驱动器的功能和数据的方
式,而该方式与所用的驱动行规和通信接口无关。目的是建立一种具有通用功能和对象的通用驱动器
模型,这种模型适合映射到不同通信接口,从而能够提供控制器中的运动控制(或速度控制,或驱动控制
应用)的通用实现,而无需任何专门的驱动器实现的知识。定义通用接口的原因如下:
a) 对于驱动设备制造商:
---向系统集成商提供的支持可以少花精力;
---由于采用通用的名词术语,在描述驱动功能时相对简便;
---驱动器的选用不取决于可用的专门技术支持。
b) 对于控制设备制造商:
---不受总线技术影响;
---易于进行设备的集成;
---与驱动器的制造商无关。
c) 对于系统集成商(构建模块、机器、成套装置等):
---对于设备集成可以少花精力;
---对于驱动模型化的理解方式是唯一的;
---与总线通信技术无关。
采用若干不同的驱动器和特定的控制系统来设计运动控制的应用时,需要花费很多精力。为实现
系统软件和理解各个部件的功能描述,都可能耗费项目的资源。在某些情形下,这些驱动器不能共享相
同的物理接口。有些控制设备仅支持一种接口,而这样的接口恰恰又不能得到特定驱动器的支持。另
一方面,又规定了不相兼容的功能和数据结构。这就使得系统集成商不得不为应用软件编写接口软件,
以处理原本不应由他们负责的工作。
某些应用需要在现有组态中进行设备替换或新设备的集成。这样就会面对不同的不相兼容的解决
方案。采用一种驱动行规和制造商特定的扩展的解决方案,可能是不可接受的。这就降低了选择的自
由度,使得所选择的设备从最适合于该应用改变至可用于特定物理接口并得到控制器支持。
图1表示本部分与IEC 61800和IEC/T R62390的关系。设计符合本标准的设备不需符合IEC 61800-
7-1中通用PDS接口规范。IEC 61800-7-1可被用来指导人们从驱动器的抽象视角按照IEC 61800-7-1中
的抽象名词术语进行转换,例如将PROFIdrive的命令转换为更通用的术语。
图1 PROFIdrive文件结构
PROFIBUS&PROFINET
技术行规PROFIdrive
第2部分:行规到网络技术的映射
1 范围
GB/T 25740的本部分规定了如何将PROFIdrive行规映射到不同的网络技术:
---PROFIBUSDP,见第4章;
---PROF......
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