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

ICS25．040

N10

a园

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

25740．2—2010

GB／Z

PRoFIdrive

第2部分：行规到网络技术的映射

PROFIBUS&PROFINETtechnicalPROFIdrive--Part

profileof

2：Mapping

tonetwork

profilestechnologies

2011-01-14发布

宰瞀鹊鬻瓣訾雠瞥星发布中国国家标准化管理委员会及19

25740．2—2010

GB／Z

目次

前言……………--…………·

引言…-……

1范围……··

2规范性引用文件……………-………··

3术语和定义、缩略语……………··

3．1术语和定义………··

3．2缩略语……………··

4到PROFlBUSDP的映射……………··

4．1概述…………………·

4．2到PROFIBUS数据类型的映射…··

4．3PRoFIBusⅦⅧ●●●，0，，，0

DP上的基本模型……··

4．3．1通信设备…………··8

4．3．2通信关系…………··0

4．3．3通信网络………………·…………·

4．3．4通信服务……………

4．3．5PDevice通信模型…

4．3．6基本模型状态机……

4．3．7CO定义……………

4．4PR()FIBUS

DP上的驱动模型………

4．4．1PDevice-··············-···-··········

4．4．2驱动单元………0三：¨坨”坞坞M

4．5DOM

IO数据…………

4．5．1用于DOIO数据组态的CO……

4．5．2标准报文组态………

4．5．3DP从站间的循环数据交换(DXB)

4．6参数访问………………

4．6．1用于参数访问的PAP……………

4．6．2基本模式参数掳问机制的定义…

4．7P—Device组态…………

4．7．1PROFIBUS

DP上的P—Device组态

4．7．2PROFIBUS

DP上的驱动单元组态

4．7．3获取驱动对象ID(DO—ID)………

4．8报警机制………………

4．9时钟同步操作…………

4．9．1等时同步DP周期的顺序…………

4．9．2时间设置…………

4．9．3启动，循环操作……………·……··

4．9．4参数化和组态(Set—Prm，GSD)…

M¨"孔驰；g弛弛弛弭弘踮踞盯蛆携●

25740．2—201

GB／Z0

4．9．5时钟周期产生(全局控制)和时钟周期保存

4．9．6监视机制……

PROFIBUS

4．10DP特定参数…

4．10．1通信接口相关参数概述………………‘

4．10．2特定参数的定义………-…………

4．11应用类的特定通信功能……

5到PROFINETIO的映射…

5．1概述……………

5．2到PROFINET10数据类型的映射………

PROFINET

5．3lO中的基本模型………………

5．3．1通信设备…-……………··

5．3．2通信关系……

5．3．3通信网络……

5．3．4通信服务……

5．3．5PDevice通信模型…………

5．3．6基本模型状态机……………

5．3．7CO的定义…………………

PROFINET

5．4IO中的驱动模型…………·…··

5．4．1P—Device…·······-·····-···-·--·--·-·--····一

5．4．2驱动单元…………………一

5．4．3DO结构……

5．4．4模块标识号和API的定义……………一

5．4．5子模块标识号的定义……··

DO

5．5IO数据………………·

5．5．1用于DOIO数据组态的CO…………··

5．5．2IO数据生产者和消费者状况…………··

5．6参数访问………………··

5．61用于参数访问的PAP…-·

5．6．2基本模式参数访问………-·

…’

5．7PDevice组态…………

5．7．1PROFINETIO上的PDevice组态…··

PR【)FINET

5．7．2IO上的驱动单元组态……··

ID)……………··

5．7．3获取驱动对象ID(DO

5．8报警机制……-……………··蚰船舛强弱弘％弘弱卯即鼹％∞∞跎∞鹪∞¨雅∞％盯盯盯盯盯够∞∞粥伯n

5．8．1诊断对象的使用……………-…--………n

5．8．2报警机制的使用…………··

5．8．3channelDiagnosisData结构的使用……··

……………··

5．8．4channelErrorType的使用

5．8．5诊断信息的按需访问……--

5．9时钟同步操作………………-·

5．10PROFINE下10特定参数………………··

5．10．1通信接口相关参数概述………………··

5．10．2特定参数的定义………··n他他乃他M¨％

Ⅱ

25740．2～2010

GB／Z

5．11应用类特定通信功能

参考文献………………··

图1PR()Fldrive文件结构……··

图2PROFIdrive驱动系统中的PROFIBUSDP设备………………Ⅸo

图3PROFlBUSDP上的PROFldrive设备及其之间的关系………o

图4PROFIBUSDPEPROFIdrive通用通信模型………………·

PROFlBUSDP

图5DXB通信说明…………………·

图6PROFlBUSDP上的PROFIdrive同步通信……-……………·

图7PROFIBUS上的PDevice通信模型……………·

PROFIBUS

图8DP上基本模型状态机的映射-…--·

图9PROFIBUS

DP特定PDevice逻辑模型(多轴驱动器)………-

图10PR()FlBus槽到PROFldrive

DO的映射…·

图llDXB通信的应用示例………--………………-

图12具有DXB关系的同构P—Device内部数据流………………-

图13DXB订阅者表(在Prm—Block中)的结构……·

图14具有从站到从站通信的PROFIBUS报文时序………………·

图15PROFIBUS同构的PDevice的PAP和参数访问机制………·

6

图1PROFIBUS异构P—Device的PAP和参数访问机制…………·

图17通过MSl

AR或MS2AR的报文序列-……··

图18驱动单元结构……-……………·

DP

图19PROFIBUS

E模块化驱动单元类型的组态和通信通道…·

图20PROFIBUS

DP上DU参数P978(所有DOID的列表)的含义

图21PROFlBUS

DP上复杂模块化驱动单元P978的示例……·…

…………-………·

图22等时同步DP周期的顺序

图23时间设置………………-………………-……--

图24示例：最简单的DP周期………-…-…………··

图25优化的DP周期………………·

图26示例：优化的DP周期(T。。=2×T。)………-

图27启动(时间顺序)…-………………··………·

图28阶段1：从站参数化，组态………·

图29阶段2：使用时钟全局控制的PLL同步…·-

Of

Life的同步………………··

图30阶段3：从站应用与主站Sign

图31启动过程的阶段2和阶段3的状态图…………·

图32阶段4：主站应用到从站Sign—Of—Life的同步…

图33示例：从启动到循环操作(阶段1)(T。。／T．，，=2／1)···……·

图34示例：从启动到循环操作(阶段2)(T。。。／Tm，一2／1)………·

图35示例：从启动到循环操作(阶段3)(T。。／Tor一2／1)………·

图36示例：从启动到循环操作(阶段4)(T…。／T。，一2／1)………·

图37示例：从启动到循环操作(阶段5)(T。。／T。，一2／1)………·

………………·

图38在从站内用于时钟保存的PI，I。

图39运行时间补偿……………-……………-·-…·

图40DP周期违反………-…--………………-……··

j弘弱盯档蝎盯盯盯蛎蛎“蝎蛇蛇蛆如曲盯踮骗踮“砧凹拍拍船毖孔博¨坞”地u加o

25740．2～2010

GB／Z

图4l示例：时钟失效(在4个DP周期后出现故障)………………·

图42PROFldrive驱动系统中的PRoFINETIO设备……………·

图43PROFIdrive设备和它们在PROFINETIO上的关系……·…

图44PROFINET

IO上的PROFIdrive通用通信模型……………·

图45用于PROFINET

IO上的PROFldrive的同步通信·…………

PROFINET

图46IO上的P—Device通信模型……·…

图4710

AR和监控设备AR的内容…………………·

……·

CR

图48用于PDevice间循环数据交换的M

图49基本模型状态机在PROFINETIO上的映射…·

图50PROFINET特定逻辑P—Device模型(多轴驱动器)………·…

DO………·

图51用PROFINETIO子模块(CO)表示PROFldrive

图52PROFINET

IO上P—Device的层次模型………·

DO

图53IO数据块的模块化(示例)……·…··……···t

图54用于基本模式参数访问的请求和响应的数据流………………·

图55PROFINET

IO上的模块化驱动单元类型的组态和通信通道·

图56PROFINET

IO上DU的参数P978“所有DO—ID列表”的含义

图57根据故障类机制生成诊断数据…………·………

图58同步数据周期的序列……………·弘卯强的∞∞吼眈∞∞雅％盱∞加n弛似

表1数据类型的映射…………

表2标准报文的DPID和PROFldriveID………………．

表31个驱动轴，标准报文3………………·…·…………．．

表42个驱动轴，标准报文3………………-

表52个驱动轴，标准报文3，每个轴一个DXB链接，1个链接2个字…·

表61个驱动轴，标准报文20………··……．．

表7从站No．11(发布者)…………………·

表8从站No．12(发布者和订阅者)………·

表9涂敷驱动器的DXB通信链接的组态…………………·

表10从站No．10(订阅者)…………·………

表11放卷机DXB通信链接的组态………·

表12用于从站与从站通信(数据交换广播，DXB)的参数(Set—Prm，GSD)

表13用于PROFIBUSDP参数访问的服务………·…·…··

表14为参数访问定义的PAP………，……

表15DP从站处理的状态机………-………

表16MSl／Ms2

AR报文帧，写请求………………·………

表17MSl／MS2

AR报文帧，写响应···……-

表18MSl／Ms2

AR报文帧，读请求…………··…………··

表19MSl／Ms2

AR报文帧，读响应………·

表20过程数据ASE报文帧，错误响应…………·…·……··

表21PROFldrive错误类别和代码的分配…·…··………·

表22数据块长度…………·…………………

表23由于过程数据ASE数据块长度引起的限制………·

表24用于MSl／MS2AR服务的GSD参数………………·，¨¨M""珀均加加撕驰拍打盯鹅勰船∞四∞钉n弛

Ⅳ

25740．2—2010

GB／Z

表25用于启动、循环操作的DP服务………………··…·……

表26“时钟周期同步驱动器接口”使用的参数(Set—Prm，GsD)

表27同步类型的可能组合……………···………

表28等时同步模式的条件………

表29PLL的输入信号…………．．

表30PLL的输出信号……··……

表31通信系统接口的PROFIBUSDP特定参数的概述……一

表32按参数号列出的PROFIdrive特定参数………………一

表33参数963中波特率的编码………………一

表34应用类的特定通信功能…………………一

表35数据类型映射……………一

表36子模块ID的结构………··

表37子模块类型类的定义……··

表38参数访问模式(PAP)的定义

AlarmNotification

表39PDU的使用·…·…-

表40ChannelDiagnosisData使用……………

表41……·…··…

channelErrorType的使用

表42DiagnosisData的芨用………………·………………··

10参数概述

表43用于“通信系统接口”的特定PROFINET

表44按参数号列出的PROFIdrive特定参数………·……··

表45应用类的特定通信功能…………………们蛆∞钉弛驼踮弘％弘弱∞∞盯”陀玛他巧筠％

GB／Z25740．2—2010

刖罱

GB／Z

GB／Z

GB／Z

技术的映射》；

本指导性技术文件为GB／Z25740第2部分。

GB／Z

行规PROFIdrive技术规范》，在技术内容上与原技术规范没有差异，为方便我国用户使用，在文本结构

编排上进行了调整，并按GB／T1．1的要求进行编辑。

本指导性技术文件由中国机械工业联合会提出。

本指导性技术文件由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会(SAC／TC124)归口。

本指导性技术文件起草单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、中科院(沈阳)自动化研究

所、西南大学、山东大学、清华大学、北京理工大学、深圳市步进科技有限公司、上海自动化仪表股份有限

公司、上海工业自动化仪表研究所、西门子(中国)有限公司、伦茨(上海)机电传动有限公司。

本指导性技术文件主要起草人：王麟琨、刘丹、王春喜、杨志家、刘枫、张承瑞、谢素芬、肖曦、冬雷、

丁露、池家武、包伟华、彭瑜、欧阳劲松、惠敦炎、陈忠华、侯凯。

Ⅶ

25740．2—2010

GB／Z

引言

IEC61800

以被嵌入控制系统内。控制系统本身也可以置于驱动器内(也称之为“灵巧驱动器”或“智能驱动器”)。

6180071的

附录中规定了不同驱动行规类型对通用PDS接1：1的映射。

有多种物理接口可供利用(模拟式和数字式的输入和输出，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)和某些驱动类(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专用的，并且是多种多样的。

顺序的描述。

61800

7—1提供了一种访问驱动器的功能和数据的

PROFIdrive符合IEC61800—7系列标准。IEC

方式，而该方式与所用的驱动行规和通信接E1无关。目的是建立一种适合于映射到不同通信接1：1的通

用功能和对象的通用驱动器模型，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El的原因如下：

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。

对于控制设备制造商：

——不受总线技术影响；

一易于进行设备的集成；

——与驱动器的制造商无关。

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惟一的；

——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型描述，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配置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。

61800和IEC／TR

图1表示本部分与IEC62390的关系。设计符合本指导性技术文件的设备不需

61800—7618007

符合IEC1中通用PDS接口规范。IEC1可被用来指导人们从驱动器的抽象视角按

61800

照1EC7—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。

25740．2—2010

GB／Z

{EC61800系州标准IEC／1R62390

可调速电气传动系统设备行规导则

图1PROFldrive文件结构

本指导件技术文件规定PROFIdrive的行规。

61800

注：在IEC7系列标准中称之为“行规类型3"。

DP和

PROFINETIO。

01

25740．2—20

GB／Z

PROFIdrive

第2部分：行规到网络技术的映射

1范围

本指导性技术文件规定了如何将PROFIdrive行规映射到不同的网络技术：

PROFlBUS

DP，见第4章；

IO，见第5章。

一PROFINET

注：本指导性技术文件规定的功能不保证功能安全，功能安全要求根据相关的标准、协I义和法律采取额外的措施

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本指导性技术文件的引用而成为本指导性技术文件的条款。凡是注日期的

引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本指导性技术文件，然而，鼓

励根据本指导性技术文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用

文件，其最新版本适用于本指导性技术文件。

GB／T2900．56—2008电工术语控制技术(IEC60050—351：2006，1DT)

1

GB／T

15745

描述(ISO1：2003，IDT)

20540．52006

GB／T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：

5

611583：2003，MOD)

PROFIBUS规范第5部分：应用层服务定义(IECtype

GB／T20540．62006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：

61158_6

PROFlBUS规范第6部分：应用层协议规范(IEC3：2003，MOD)

type

25740．1R2010

GB／Z

GB／Z25105．】2010工业通信网络现场总线规范类型10：PROFlNETIO规范第1部

分：应用层服务定义(IEC61158—5—10：2007，MOD)

GB／Z25105．2

2010工业通信网络现场总线规范类型10：PROFINET10规范第2部

611586

分：应用层协议规范(IEC10：2007，MOD)

GB／Z25105．3—2010工业通信网络现场总线规范类型10：PROFINETIO规范第3部

617842：2007，MOD)

分：应用层通信行规(IEC

611

IEC58(所有部分)工业通信网络现场总线规范

IEC

61784—1：2007工业通信网络行规第1部分：现场总线行规

IEc／TR62390：2005通用自动装置行规规范

19501

ISO／IEC信息技术开放式分布处理通用建模语言(UML)(版本1．4．2)

3术语和定义、缩略语

3．1术语和定义

采用下列术语和定义适用于本指导性技术文件。

3．1．1

actual

实际值value

给定时刻的变量值。

GB／Z25740．2—2010

EGB／T2900．56—2008，351—21一02]

3．1．2

算法algorithm

能根据输入数据值计算出输出数据值的一个完全确定的、有限的指令序列。

2900．56

[GB／T2008，351—21—37]

3．1．3

应用application

专用于工业过程和控制中问题解决方案的软件功能元素。

注：应用可分布在资源中，也可与其他应用通信。

[IEC／TR62390：2005，3．1．2，已修改]

3．1．4

属性attribute

一个实体的性质或特性。

[IEC／TR62390：2005，3．1．3]

3．1．5

类class

对具有相同属性、操作、方法、关系和语义的对象集的描述。

[ISO／IEC19501，已修改]

3．1．6

时钟周期同步应用clocksynchronous

cycleapplication

在数字驱动器和控制系统中，闭环控制软件的采样和循环时间的同步。

3．1．7

命令commands

由应用控制程序发给PDS的命令集，用以控制PDS的行为或PDS的功能元素。

注1：行为可通过状态或工作模式反映。

注2：不同的命令可以分别用每一个比特表示。

3．1．8

控制control

为达到规定的目标，对过程或过程内的有目的作用。

2900．562008．35121

[GB／T29]

3．1．9

device

控制设备control

在模块／组件或设备中包含控制PDS的应用程序的物理单元。

3．1．10

数据类型data

type

对应允许操作集的数值集。

[ISO／IEC2382—15：1999，15．04．01，已修改]

3．1．11

设备device

现场设备，工业自动化系统的具有连网功能的独立物理实体，它能够执行特定应用环境的特定功

能，并通过其接口进行界定。

61499

[IEC1：2005，3．30，已修改]

自动化系统中执行控制、驱动和／或传感功能，并与其他这类实体交互的实体。

9

GB／Z25740．2—2010

EISO15745—1：2003，3．11]

3。1．12

设备行规deviceprofile

依据设备模型，对设备的参数、参数集合和行为的表示，该表示描述了通过网络可观测到的设备的

数据和行为。

61

注：该定义来自IEC／TS915，通过增加设备功能结构对IEC／TS61915进行扩展。

[IEC／TR62390：2005，3．19，已修改]

3．1．13

DOIO数据DOIOData

驱动对象(驱动轴)的所有输入数据和输出数据(循环传输)的集合。

3．1．14

驱动对象DriveObject

驱动单元的功能元素。

3．1．15

驱动单元DriveUnit

与一个中央处理单元相关的所有功能元素组成的逻辑设备。

3．1．16

element

功能元素functional

软件的实体或软件与硬件组合的实体，能完成设备的特定功能。

注1：一个功能元素具有一个接El、与其他功能元素和功能的关联。

注2：功能元素由功能块、对象或参数表组成。

E1EC／TR62390：2005，3．1．12]

3．1．17

Data

输入数据Input

设备向控制器循环发送的数据。

3．1．18

接口interface

由功能特性、信号特性或其他适当特性定义的两个实体间的共有边界。

2900．56—2008，351

[GB／T21—35，已修改]

3．1．19

Io数据IOData

设备的输人数据和输出数据。。

3．1．20

Mode

等时同步模式Isochronous

用于时钟周期同步的通信系统服务，它通过在每个周期开始发送一个时钟周期信号来产生恒定的

(时序)总线周期。·

3．1．21

模型model

依据具有足够精度的已知定律、证明或特定假设所确定的系统或过程的数学或物理描述。

2900．562008，351—21

EGB／T363

3．1．22

mode

操作模式operating

操作人员在控制设备中介入方式和程度的特性。

25740．2—2010

GB／Z

2900．562008，35131

[GB／T013

3．1．23

Data

输出数据Output

控制器向设备循环发送的数据。

3．1．24

参数parameter

表示设备信息的数据元素，可从设备读出或写入，例如：通过网络或本地HMI。

注1：根据IEC／TS61915改写。

注2：典型地，参数包括参数名称、数据类型和存取方向。

[IEC／TR62390：2005，3．1．22，已修改]

3．1．25

data

过程数据Process

与控制过程相关的数据，如增益系数和状态变量，典型情况下被映射为参数。

3．1．26

行规profile

依照通信行规和设备行规，对PDS接口的参数、参数集和行为的表示。

371．27

设定值setpoint

用于控制PDS的应用控制程序输出数据的值或变量。

3．1．28

状态status

PDS发给应用控制程序的信息集，反映PDS或PDS的功能元素的状态或模式。

注：不同的状态信息可以分别用每一个比特编码。

3．1．29

functions

工艺功能technological

自动实现应用特定过程的闭环控制和顺序控制。

3．1．30

类型type

规定了通用属性的硬件或软件元素，该通用属性由类型的所有实例共享。

[IEC／TR62390：2005，3．1．25]

3．1．31

变量variable

可取多个不同值，但在某一时刻只能取一个值的软件实体。

[IEC／TR62390：2005，3．1．273

注：变量值和参数值常被限制为一个确定数据类型。

3．2缩略语

ACxClassx，wherexisthenumberoftheAC

Application应用类x，其中x是AC的

编号

APProcess应用进程

Application

APIProcessIdentifier应用进程标识符

Application

ARApplicationRelationship应用关系

ASEServiceElement应用服务元素

Application

CMContext

Management上下关系管理

4

25740．2—2010

GB／Z

CoCommunication0biect通信对象

Communication通信关系

CRRelationship

CI．SController’s控制器的Sign—Of—I。ife

Sign—OgI。ife

Drive驱动对象

DOObiect

DoLSDriveSign—Of—I。ife驱动对象的Sign—Of—I。ife

Object

分散(分布式)外围设备

DPDecentralised(distributed)Periphery

DSCServoContr01动态伺服控制

Dynamic

DUDriveUnit驱动单元

DXData—Exchange数据交换

DXBData——eXchange—-Broadcast数据交换广播

ffrequency频率

Data2)现场总线数据链路(第2层)

FDLFieldbus

Link(I．ayer

thenext

GAPAreabetweenownstationaddressand在本站地址和下一站地址间

toincludenewactivestations)的区域(尝试包括新的活动

one(attempt

站)

GCGlobalControl全局控制报文

Telegram

for

DeviceDataFile(devicea设备数据文件(设备描述、总

GSDdescription，input

bust001)线组态工具的输入)

configuring

Hardware硬件

Identifier标识符

10IO应用关系

ApplicationRelationship

ConsumerStatusIO消费者状态

IO

StatusIO生产者状态

IOProducer

10transmittedIO数据，被循环传输

Data；iscyclically

InternetProtoc01因特网协议

IsochronousRealtimeEthernet等时同步实时以太网

Input／Output输入／输出

Sign—Of-I。ife活动标记

ModuleAecessPoint模块访问点

Acyclicservices(Message)非循环服务(报文)

MulticastCR多播通信关系