GB/T 20540.2-2006測量和控制數(shù)字數(shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線類型3：PROFIBUS規(guī)范第2部分：物理層規(guī)范和服務定義

ICS25.040N10中華人民共和國國家標準GB/T20540.2—2006測量和控制數(shù)字數(shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線類型3.PROFIBUS規(guī)范第2部分：物理層規(guī)范和服務定義Digitaldatacommunicationformeasurementandcontrol-Fieldbusforuseinindustrialcontrolsystems--1ype3:PROFiBUSspecitication-Part2：Physicallayerspecificationandservicedefinition（IEC61158-2Type3:2003.MOD)2006-10-16發(fā)布2007-05-01實施中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局愛布中國國家標準化管理委員會

中華人民共和國國家標準測量和控制數(shù)字數(shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線類型3:PROFIBUS規(guī)范第2部分：物理層規(guī)范和服務定義GB/T20540.2-2006中中國標準出版社出版發(fā)行北京西城區(qū)復興門外三里河北街16號郵政編碼：100045電話：01051299090、685220062007年3月第一版書號：155066·1-28732版權(quán)專有侵權(quán)必究舉報電話：（010）68522006

GB/T20540.2-2006前言引言范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義3.1公用術(shù)語和定義3.2本部分使用的術(shù)語和定義4符號和縮略語4.14.2縮略語·······5DLL-PhL接口1O5.1概述……………….105.2必需的服務(同步傳輸)5.3必需的服務………·….126系統(tǒng)管理-PhL接口6.16.2系統(tǒng)管理-PhL接口（同步傳輸）6.3系統(tǒng)管理-PhL接口7DCE無關(guān)子層(DIS)7.1DIS(同步傳輸)7.27.3DIS。。"?！ぁぁ?DTE-DCE接口和MIS專用功能8.1DTE-DCE接口(同步傳輸)8.28.3DTE-DCE接口·…媒體相關(guān)子層(MDS)9.19.2MDS.導線和光纖媒體（同步傳輸）MDS：導線和光纖媒體9.310MDS-MAU接口……·10.2：MDS-MAU接口：導線和光纖媒體（同步傳輸）10.3MDS-MAU接口：導線和光纖媒體11體附屬單元:31.25kbit/s、有低功率選項的電壓方式、總線型和樹型拓撲和1002導線媒體········11.111.2發(fā)送比特速率83

GB/T20540.2-2006網(wǎng)絡規(guī)范11.3MAU發(fā)送電路規(guī)范11.4MAU接收電路規(guī)范3911.511.6非正常傳輸抑制11.7配電11.8媒體規(guī)范48本質(zhì)安全11.911.10電隔離器…4812媒體附屬單元：同步傳輸,31.25kbi/s,電壓模式.導線媒體4812.1概述12.2發(fā)送比特速率……………4912.3網(wǎng)絡規(guī)范·…12.431.25kbit/s電壓模式MAU的發(fā)送電路規(guī)范12.531.25kbit/s電壓模式MAU的接收電路規(guī)范12.6非正常傳輸抑制12.7配電51媒體規(guī)范12.812.9本質(zhì)安全5412.10電隔離器…媒體附屬單元(MAU)：異步傳輸，導線媒體13電特性13.1：媒體規(guī)范13.213.3傳輸方法14媒體附屬單元：異步傳輸.光纖媒體14.1光光數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶匦怨鈹?shù)據(jù)傳輸媒體的基本特性14.214.3光光網(wǎng)絡………2標準光鏈路14.414.5由標準光鏈路的組合而構(gòu)成的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)14.6比特編碼：·60光信號等級14.7瞬時信號失真14.8614.9比特差錯率14.10纖維光纜的連接器光傳輸網(wǎng)絡中的元余·14.1165附錄A（資料性附錄）31.25kbi/s電壓模式MAU的電纜規(guī)范和干線及分支電纜長度A.1電纜描述和規(guī)范66A.2典型干線和分支電纜長度連接器技術(shù)規(guī)范附錄B（規(guī)范性附錄）6B.1同步傳輸連接器B.1.1述B.1.2M12圓型連接器的管腳分配B.1.3「型接頭與站之間的連接68

GB/T20540.2—2006B.2異步傳輸連接器669B.3纖維光纜用的連接器B.3.1玻璃纖維光纜（850mm和1300nm)用連接器70B.3.2塑料和玻璃纖維光纜(66onm)用連接器附錄C（規(guī)范性附錄）PhL和媒體的兄余……附錄D（規(guī)范性附錄）光網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)在光網(wǎng)絡中的信號流D.1D.1.1概述……….與有反射的網(wǎng)絡相連接D.1.2與無反射的網(wǎng)絡相連接D.1.3有反射功能的光MAUD.1.4D.1.5無反射功能的光MAU拓撲結(jié)構(gòu)實例D.1.6光功率預估D.1.7參考文獻80圖1物理層與其他現(xiàn)場總線各層以及現(xiàn)場總線物理層服務的用戶之間的關(guān)系圖2物理層的通用模型……………在DLL-PhPDU接口上數(shù)據(jù)單元之間的映射圖3S圖4異步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)服務………RESET.SETVALUE.GETVALUE圖5EVENT服務圖6圖7DTE/DCE定序機圖8協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PhPDU)圖9PhSDU編碼和解碼圖10曼徹斯特編碼規(guī)則圖11前同步碼和定界符圖12發(fā)送電路測試配置·……圖13輸出波形…………圖14發(fā)送和接收比特單元抖動(跨零點偏移）圖15信號極性·從接收到發(fā)送的轉(zhuǎn)變圖16接收器靈敏度和噪聲抑制圖17圖18供電電源紋波和噪聲……42圖19用于單輸出供電電源的測試電路44圖20通過IS安全柵配電的測試電路圖21有信號幫合的多輸出電源的測試電路45圖22現(xiàn)場總線鍋合器46圖23保護電阻……….47圖24電源紋波和噪聲·圖25在直線型總線拓撲中的中繼器55圖26在樹型拓撲中的中繼器56圖27帶集成電感的連接器實例57

GB/T20540.2一2006五連的接線圖28·········圖29總線終端器·圖30與光網(wǎng)絡連接圖31光網(wǎng)絡的主要結(jié)構(gòu)圖32標準光鏈路的定義60圖33光發(fā)送器的信號樣板圖B.1站合器的示意圖圖B.21EC947-5-2（A編碼)插頭和插座的管腳分配68圖B.3連接器管腳引出.表示插頭正視和插座后視69圖C.1PhL的MAU和媒體的元余圖D.1在有反射的網(wǎng)絡中的光MAU在無反射的網(wǎng)絡中的光MAU圖D.2圖D.3通過接收信號的內(nèi)部電反饋的有反射的光MAU圖D.4無反射功能的光MAU74星型拓撲結(jié)構(gòu)的光網(wǎng)絡圖D.5環(huán)狀拓撲結(jié)構(gòu)的光網(wǎng)絡圖D.6圖D.7總線性拓撲結(jié)構(gòu)的光網(wǎng)絡圖D.8由星型結(jié)構(gòu)組合構(gòu)成的樹型結(jié)構(gòu)….圖D.9一個ANSITIA/EIA-485-A/纖維光轉(zhuǎn)換器的應用實例Ph-Set-Valuerequest的參數(shù)名稱和取值范圍表1表2Ph-Eventindication的參數(shù)名稱…….表3Ph管理服務和原語的摘要·…Reset的原語和參數(shù)……….表4表5Reset服務的PhM-Status的值表6SetValue的原語和參數(shù)…….表7必必備的PhE變量·……表8PhE變量的允許值表9Set-Value服務的PhM-Status的值GetValue的原語和參數(shù)表1018表11PhE變量的當前值·18表12GetValue服務的PhM-Status的值?·19表13Event的原語和參數(shù)19表14PhE變量的新值·...19表15DTE-DCE接口的信號表16外露DTE-DCE接口的信號電平表17曼徹斯特編碼規(guī)則………………29表18在MDS-MAU接口上的最少的服務31表19用于外露的MDS-MAU接口的信號電平表20MAU發(fā)送電平規(guī)范摘要35MAU發(fā)送定時規(guī)范摘要表2135表22MAU接收電路規(guī)范摘要39表23網(wǎng)絡供電設備特性…41

GB/T20540.2—2006表24網(wǎng)絡供電電源要求····…···…··…·…………·…………41表25電電纜顏色規(guī)范·.表26331.25kbit/s電壓模式MAU的網(wǎng)絡供電設備特性51表2731.25kbit/s電壓模式MAU的網(wǎng)絡供電要求表28電纜技術(shù)規(guī)范·………56表29不同傳輸速率下的最大電纜長度56表30特性…………58表31廠用于多模玻璃纖維的光發(fā)送器的特性61表32用于單模玻璃纖維的光發(fā)送器的特性61表33用于塑料纖維的光發(fā)送器的特性……表34用于200/230玻璃纖維的光發(fā)送器的特性62表35用于多模玻璃纖維的光接收器的特性…表36用于單模玻璃纖維的光接收器特性……63表37用于塑料纖維的光接收器的特性……63表38用于200/230玻璃纖維的光接收器的特性表39在光發(fā)送器的電輸入處允許的信號失真表40由于光發(fā)送器引起的信號失真的允許值表41由于光接收器引起的信號失真的允許值…·64表42由于幫合組件內(nèi)部電子電路引起的信號影響的允許值表43）無再定時的標準光鏈路的最大鏈路數(shù)·…65典型的電纜技術(shù)規(guī)范·表A.1GS表A.2推薦的最大分支長度與通信組件數(shù)的關(guān)系67表B.1用于奇刻工業(yè)環(huán)境的外部連接器的管腳分配表B.269表D.1多模玻璃纖維62.5km/125″m的等級預估計算實例表D.2單模玻璃纖維92m/125“m的等級預估計算實例…78表D.3多模塑料纖維9802m/1000m的等級預估計算實例表D.4多模玻璃纖維200m/230m的等級預估計算實例·………·.

GB/T20540.2—2006工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線GB/T20540—2006《測量和控制數(shù)字數(shù)據(jù)通信類型3:PROFIBUS規(guī)范》的內(nèi)容分為如下6個部分：-GB/T20540.1概述和導則GGB/T20540.2物理層規(guī)范和服務定義;GB/T20540.3數(shù)據(jù)鏈路層服務定義；GB/T20540.4數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議規(guī)范；GB/T20540.5應用層服務定義；-GB/T20540.6應用層協(xié)議規(guī)范。本部分為GB/T20540—2006的第2部分.本部分修改采用1EC61158-2Type3:2003《測量和控制數(shù)字數(shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線類型3:PROFIBUS規(guī)范第2部分：物理層規(guī)范和服務定義》,在技術(shù)內(nèi)容上與原國際標準沒有差異,為方便我國用戶使用,在文本結(jié)構(gòu)編排上進行了適當調(diào)整.并按（B/T1.1的要求進行編輯。本部分基于JB/T10308.3—2005制定。本部分的附錄B、附錄C、附錄D為規(guī)范性附錄，附錄A為資料性附錄。本部分由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本部分由全國工業(yè)過程測量和控制標準化技術(shù)委員會第四分技術(shù)委員會歸口。本部分起草單位：中國機電一體化技術(shù)應用協(xié)會、機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所、西南大學、中海石油研究中心、上海自動化儀表股份有限公司、清華大學、重慶川儀總廠、北京交通大學、天華化工機械及自動化研究設計院、中石化裝備總公司中國儀器儀表協(xié)會、西門子(中國)有限公司本部分主要起草人：李百煌、歐陽勁松、王春喜、梅格、王玉敏、劉楓、徐偉華、孫昕、謝素芬、惠敦炎劉云男、陽憲惠、董景辰、姜金鎖、馮秉耘、陳明海、田英明。本部分為首次發(fā)布

GB/T20540.2-2006本部分是為方便實現(xiàn)白動化系統(tǒng)各組成部分互連所形成的系列標準之一。它與在某種程度上基于開放系統(tǒng)互連基本參考模型的“三層"現(xiàn)場總線參考模型所定義的標準系列中的其他標準有關(guān)。兩種參考模型均將互連標準化區(qū)域細分為一系列層規(guī)范.每層有可管理的大小范圍。2！現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線是一種數(shù)字化、串行、多分支網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)總線,用于工業(yè)控制和儀表設備(諸如傳感器、執(zhí)行機構(gòu)和本地控制器,但并不限于此)的通信。本部分中所規(guī)定的物理層,為數(shù)據(jù)鏈路層實體之間通過物理連接的數(shù)據(jù)單元提供透明的傳輸。Phl(物理層)提供由數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議和系統(tǒng)管理所使用的服務圖1閘述了現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層標準、現(xiàn)場總線物理服務標準和系統(tǒng)管理應用之間的關(guān)系住：本部分中使用的系統(tǒng)管理是用于管理層協(xié)議的本地機制應用層數(shù)據(jù)鏈路層物理服務物理層物理管理服務煤體圖物理層與其他現(xiàn)場總線各層以及現(xiàn)場總線物理層服務的用戶之間的關(guān)系物理層概述本部分的主要目的是提供一組通信規(guī)則,這些通信規(guī)則是依據(jù)對等的Ph實體在通信時刻要執(zhí)行的步驛來表達的。物理層從數(shù)據(jù)鏈路層接收數(shù)據(jù)單元.對它們進行編碼,必要時通過添加通信成賴信息（予以封裝）.并將所形成的物理信號傳輸?shù)揭粋€節(jié)點上的物理媒體。然后，信號被一個或多個節(jié)點所接收.在將數(shù)據(jù)單元傳給正在接收的設備的數(shù)據(jù)鏈路層之前先進行譯碼.必要時去掉通信成賴信息文件概述物理層通用模型如圖2所示。所有變型和類型的公共特征如下：數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸：非非獨立的時鐘傳輸;半雙工通信（雙向通信.但在每一時刻只有一個方向的通信)或全雙工通信.

GB/T20540.2—2006DLLDL-Ph接口系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理PhDIS-h接口DCE無關(guān)子層DTE-DCE接口PhMDS媒體相關(guān)子層MDS-MAU接口PhMAU媒體附屬單元媒體接口媒體圖2物理層的通用模型在本部分中所規(guī)定的主要物理層類型5.1雙絞線和光纖媒體本部分規(guī)定下列同步傳輸類型：雙絞線媒體.31.25kbit/s,電壓模式(并行幫合),具有以下選項：經(jīng)由總線導體供電：非本質(zhì)安全：經(jīng)經(jīng)由總線導體供電：本質(zhì)安全。本部分規(guī)定下列異步傳輸類型：A）雙雙絞線媒體，最高速率12Mbit/s.ANSITIA/EIA-485-A：b）光纖媒體,最高速率12Mbit/s.

GB/T20540.2—2006測量和控制數(shù)字數(shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線類型3:PROFIBUS規(guī)范第2部分：物理層規(guī)范和服務定義1范圍本部分規(guī)定了現(xiàn)場總線組成部分的要求。它還規(guī)定媒體和網(wǎng)絡組態(tài)的要求,以確保符合下列水準：a）在數(shù)據(jù)鏈路層差錯檢查之前的數(shù)據(jù)完整性;在物理層設備之間的可互操作性現(xiàn)場總線物理層符合GB/T9387所定義的〇SI7層模型的第1層,但也有例外,如某些類型的賴定界符在物理層，而其他一些類型的賴定界符在數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過GB/T20540的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括期誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本部分,然而，鼓勵根據(jù)本部分達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件.其最新版本適用于本部分。GB/T20540.3—2006測量和控制數(shù)字數(shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線第3部分：數(shù)據(jù)鏈路層服務定義(IEC6115