ICS 25. 040 N 10 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T 20540.4—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:PROFIBUS 规范 第4部分：数据链路层协议规范 Digital data communication for measurement and control- Fieldbus for use in industrial control systems- Type 3: PROFIBUS specification-Part 4 :Data link layer protocol specification (IEC 61158-4 Type 3:2003,MOD) 2006-10-16发布 2007-05-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 中华人民共和 国 国家标准 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:PROFIBUS规范 第4部分：数据链路层协议规范 GB/T 20540.4—2006 * 中国标准出版社出版发行 北京西城区复兴门外三里河北街16号 邮政编码：100045 http://www.spc.net.cn 电话：（010)51299090、68522006 2007年3月第一版 * 书号：155066·1-28734 版权专有 侵权必究 举报电话：（010)68522006 中国标准出版社授权北京方方数据股份有限公司在中国境内（不含港澳台地区）推广使用 GB/T20540.4—2006 目 次 前言 引言 范围 1. 1 概述 1. 2 技术规定 1. 3 规程 1. 4 适用性 1. 5 一致性 2 规范性引用文件 3术语和定义 3.1 参考模型的术语和定义 3.2 服务协议术语和定义 3.3 公用术语和定义 3.4 本部分的术语和定义 4符号和缩略语 4.1 公用符号和缩略语 4.2本部分的符号和缩略语 5多种DL协议类型公用的DL协议基本原理 12 5.1帧检验序列. 12 6DL协议概述（同步传输） 14 6.1 所采用的PhL服务 14 DL协议概述 16 7. 1 概述， 16 7. 2 媒体访问控制和传输协议概述· 7 7. 3 传输模式和DL实体 7 7. 4 所采用的PhL服务 7. 5 操作原理. 22 7. 6 循环和系统响应时间 33 8 DLPDU通用结构和编码以及有关规程原理 35 8.1 DLPDU间隔大小· 35 8.2 长度八位位组（LE,LEr） 36 8.3 地址八位位组. 8.4 控制八位位组(FC) 38 8.5 DLPDU内容差错检查 8.6 DATAUNIT 12 8.7 差错控制规程. 13 DLPDU专用的结构、编码和规程原理 4 9.1无数据字段的固定长度的DLPDU· 14 中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内（不含港澳台地区)推广使用 GB/T20540.4—2006 9.2 有数据字段的固定长度的DLPDU .5 9.3 有可变数据字段长度的DLPDU 16 9.4 令牌DLPDU 48 9.5 ASP DLPDU .. 48 9.6 SYNCH DLPDU 9.7时间事件（TE）DLPDU 6f 9.8 时钟值（CV）DLPDU 19 9.9 传输规程· 19 10 其他的DLE规程原理.. 02 10.1 DL实体的初始化 52 10.2 DL实体的媒体访问控制的状态 53 10.3时钟同步协议 57 附录A（资料性附录）同步：典型的FCS实现示例 61 附录B（规范性附录）DL协议状态机 附录C（资料性附录）典型的令牌规程和报文传送周期 170 参考文献 176 图 1 数据链路层与其他各层以及数据链路服务的用户之间的关系 V 图 2 DLSAP,DLSAP地址和组DL地址之间的关系 图 3 逻辑令牌传递环 图 4 用于异步传送的PhL数据服务 21 图 5 空闲时间TiDl 23 图 6 空闲时间 Tipz（SDN,CS) 24 图 7 空闲时间TD2（MSRD) 图 8 时隙时间T 24 图9 时隙时间Tsl.2 图10 时隙时间TsL 图 11 时隙时间TsL2 图12 令牌传送周期…. 33 图13 报文传送周期 图14 UART字符.. 36 图 15 八位位组结构· 图16 长度八位位组编码… 36 图17 地址八位位组编码. 图 18 DLPDU中的DAE/SAE八位位组 87 图 19 地址扩展八位位组… 图20 用于发送/请求DLPDU的FC八位位组的编码.. 39 图21 用于确认或响应DLPDU的FC八位位组的编码 39 图 22 FCS八位位组的编码 12 图 23 数据字段 12 图24 标识用户数据 13 图25 无数据字段固定长度的DLPDU 44 图26 无数据字段固定长度的DLPDU II 中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内（不含港澳台地区)推广使用 GB/T20540.4—2006 图27 有数据字段长度固定的DLPDU L 图 28 有数据字段的固定长度的DLPDU 46 图 29 有可变数据字段长度的DLPDU 16 图30 有可变数据字段长度的DLPDU 图31 令牌DLPDU 图32 令牌DLPDU 18 图33 无数据固定长度的发送/请求DLPDU 19 图34 令牌DLPDU和有数据的固定长度的发送/请求DLPDU 50 图35 有可变数据字段长度的发送/请求DLPDU 图36 无数据的固定长度的发送/请求DLPDU 01 图37 令牌DLPDU和有数据固定长度的发送/请求DLPDU 51 图 38 有可变数据字段长度的发送/请求DLPDU 52 图39 DL状态图 53 图40 时钟同步的概貌 图41 时间主站状态机 59 图42 时间接收器状态机 59 图43 时钟同步序列 60 图A.1 FCS生成（用于同步）的示例 61 图A.2 在接收时FCS综合检查的示例（用于同步） 61 图 B.1 协议机的结构 63 图 B. 2 SRU状态机的结构 147 图 C.1 令牌持有时间（TTH）的推导 170 图 C. 2 没有使用令牌持有时间（TTH） 171 图C.3 使用令牌持有时间（TTH）传送报文（在每个主站的TTH之间平等） 172 图 C.4 在不同的工作负载情况下令牌持有时间（TTH）的使用 表1 FCS长度、多项式和常数 表 2 现场总线数据链路协议特性 16 表3 传输功能码 表4 响应方中的FCB,FCV 41 表 5 操作参数 表 B. 1 状态机的分配 64 表 B. 2 数据资源 64 表 B.3 由DL用户发给FLC的原语 69 表 B. 4 由FLC发给DL用户的原语 70 表 B. 5 由DL用户发给DLM的原语， 72 表 B.6 由DLM发给DL用户的原语· 72 表 B.7 在DL用户与FLC之间交换的原语所使用的参数 73 表 B.8 DL用户与DLM之间交换的原语所使用的参数 73 表 B.9 FLC/DLM状态表 74 表B.10 FLC/DLM功能表· 中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内（不含港澳台地区)推广使用 GB/T20540.4—2006 图27 有数据字段长度固定的DLPDU L 图 28 有数据字段的固定长度的DLPDU 46 图 29 有可变数据字段长度的DLPDU 16 图30 有可变数据字段长度的DLPDU 图31 令牌DLPDU 图32 令牌DLPDU 18 图33 无数据固定长度的发送/请求DLPDU 19 图34 令牌DLPDU和有数据的固定长度的发送/请求DLPDU 50 图35 有可变数据字段长度的发送/请求DLPDU 图36 无数据的固定长度的发送/请求DLPDU 01 图37 令牌DLPDU和有数据固定长度的发送/请求DLPDU 51 图 38 有可变数据字段长度的发送/请求DLPDU 52 图39 DL状态图 53 图40 时钟同步的概貌 图41 时间主站状态机 59 图42 时间接收器状态机 59 图43 时钟同步序列 60 图A.1 FCS生成（用于同步）的示例 61 图A.2 在接收时FCS综合检查的示例（用于同步） 61 图 B.1 协议机的结构 63 图 B. 2 SRU状态机的结构 147 图 C.1 令牌持有时间（TTH）的推导 170 图 C. 2 没有使用令牌持有时间（TTH） 171 图C.3 使用令牌持有时间（TTH）传送报文（在每个主站的TTH之间平等） 172 图 C.4 在不同的工作负载情况下令牌持有时间（TTH）的使用 表1 FCS长度、多项式和常数 表 2 现场总线数据链路协议特性 16 表3 传输功能码 表4 响应方中的FCB,FCV 41 表 5 操作参数 表 B. 1 状态机的分配 64 表 B. 2 数据资源 64 表 B.3 由DL用户发给FLC的原语 69 表 B. 4 由FLC发给DL用户的原语 70 表 B. 5 由DL用户发给DLM的原语， 72 表 B.6 由DLM发给DL用户的原语· 72 表 B.7 在DL用户与FLC之间交换的原语所使用的参数 73 表 B.8 DL用户与DLM之间交换的原语所使用的参数 73 表 B.9 FLC/DLM状态表 74 表B.10 FLC/DLM功能表· 中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内（不含港澳台地区)推广使用 GB/T20540.4—2