摘 要：本文對PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)訪問機制進(jìn)行了詳細(xì)的探討，建立了PROFIBUS-DP主站間令牌訪問和主從站間主從訪問機制的模型，通過分析協(xié)議的編碼效率、通信過程和通信時間參數(shù)，定性定量討論了PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的實時性、確定性和網(wǎng)絡(luò)利用效率，并得出有理論和實用價值的結(jié)論。 關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線，PROFIBUS-DP， MAC ，實時 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)場總線取代傳統(tǒng)的點對點, 4～20mA模擬信號傳輸方式, 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)建成本低的各項要求, 因而得到很大的發(fā)展, 并成功應(yīng)用于各個領(lǐng)域. 然而, 將多個設(shè)備連接到公共的數(shù)據(jù)通道, 必然帶來帶寬爭用問題, 各種不同的現(xiàn)場總線協(xié)議網(wǎng)絡(luò)訪問機制不同, 使得用它們構(gòu)成的控制系統(tǒng)的實時性, 可靠性等也不同. 研究現(xiàn)場總線協(xié)議的MAC機制, 分析網(wǎng)絡(luò)性能, 對于現(xiàn)場總線的應(yīng)用是有意義的. 本文討論的PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線是國際開放現(xiàn)場總線之一，近年來在我國大型自動化工廠也逐步推廣應(yīng)用，通過分析PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線MAC機制，從而分析其性能，對于現(xiàn)場總線技術(shù)在我國的應(yīng)用研究具有現(xiàn)實基礎(chǔ)和實用價值。 1 PROFIBUS-DP 的MAC層協(xié)議 　　PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線作為應(yīng)用在設(shè)備層的公共總線，必須解決各節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)使用權(quán)競爭問題，同時保證通信的實時性。參照開放系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)議（OSI）, 在PROFIBUS協(xié)議中第二層的現(xiàn)場總線數(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、實時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)場總線MAC協(xié)議概述 　　PROFIBUS-DP將總線上的節(jié)點分為主站和從站兩類，如圖1。其介質(zhì)訪問控制協(xié)議（MAC）包括主站之間通過令牌傳遞取得對總線的占用權(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，采用了簡化的時間令牌（TT）協(xié)議方式，時間令牌協(xié)議IEEE802.4是已經(jīng)被證明的成功實時通信協(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）、無確認(rèn)數(shù)據(jù)傳遞（SDN）、發(fā)送-請求應(yīng)答數(shù)據(jù)傳遞（SRD）、周期發(fā)送-請求應(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)或來自遠(yuǎn)程站，或來自本站，這一特點，對于保障PROFIBUS-DP的實時性十分重要。 詳情請點擊：PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線性能分析