PROFIBUS-DP 现场总线适配器 - GTAKE

PROFIBUS-DP 现场总线适配器

用户手册

江苏吉泰科电气股份有限公司

前言

感谢您使用江苏吉泰科电气股份有限公司的 PROFIBUS-DP工业现场总线适配器。

本用户手册详细介绍了 PROFIBUS-DP 适配器的安装配线、注意事项以及应用等方面的内

容。使用前请务必认真阅读本手册中的安全注意事项，在确保人身及设备安全的前提下使用该产

品。

本用户手册需配合《GK800 系列通用变频器用户手册》或《GK600 系列通用变频器用户手

册》使用。

面向的读者

本手册面向的读者是负责调试和使用 PROFIBUS-DP 适配器模块的用户。读者需要具备基

本的电气知识、电气接线经验以及传动单元操作方面的知识。

准备工作

在开始安装 PROFIBUS-DP 适配器之前，传动单元应该已经安装完毕并且可以准备投用。

除了备齐常规的安装工具之外，还应准备传动单元手册，这些手册含有本手册所没有的许多

重要信息，因此需要在安装过程中进行查阅。

安全须知

所有传动单元的电气安装和维护工作只能由具备资格的电气工程师来完成

传动单元与其相邻设备必须正确接地

不要带电操作传动装置，在切断主电源之后，应该至少等待五分钟，待中间回路电容放电

完毕后再操作变频器、电机或电机电缆

在接通主电源时，无论电机是否运行，电机电缆端子都处于危险状态，请勿触摸

目录

第一章概述 ...................................................................................................................... - 1 -

1.1 Profibus 标准 ............................................................................................................ - 1 -

1.2 PROFIBUS-DP 适配器 ............................................................................................. - 1 -

第二章安装及配线 ............................................................................................................. - 2 -

2.1 机械和电气安装 ....................................................................................................... - 2 -

2.2 拨码开关.................................................................................................................. - 3 -

2.3 总线接口.................................................................................................................. - 3 -

2.4 总线连接.................................................................................................................. - 4 -

2.5 应用说明.................................................................................................................. - 5 -

第三章通讯数据................................................................................................................. - 6 -

3.1 参数区 ..................................................................................................................... - 7 -

3.2 过程数据区 ............................................................................................................. - 11 -

第四章应用说明............................................................................................................... - 15 -

4.1 主站配置................................................................................................................ - 15 -

4.2 变频器配置 ............................................................................................................ - 15 -

4.3 传输比例................................................................................................................ - 17 -

附录状态指示 .................................................................................................................. - 18 -

PROFIBUS-DP总线适配器用户手册第一章概述

- 1 -

第一章概述

1.1 Profibus 标准

Profibus是一种开放式串行通讯标准，该标准可以实现数据在各类自动化元件之间互相交换。

Profibus 主要有三种类型：Profibus-FMS(Fieldbus Message Specification，现场总线信息规范)，

PROFIBUS-DP(Decentralised Periphery，分布式外设)和 Profibus-PA(Process Automation，过

程自动化)。

总线的物理传输媒介是双绞线电缆(符合 RS-485 标准)。总线电缆的最大长度在 100~1200

米范围内，具体长度取决于所选的传输速率。最多可以有 31个节点连接到同一个 Profibus 网络

段上，并且不需要使用中继器。如果使用中继器，连接到网络上的节点数(包括中继器和主机站)

可以增加到 127个。

在 Profibus通讯中，由主机站选择响应主机指令的节点。主机也可以用广播的形式给多个节

点发送命令；在这种情况下，节点不需要给主机发送反馈信号。

1.2 PROFIBUS-DP 适配器

EPC-CM2 适配器模块是江苏吉泰科电气股份有限公司的一个可选设备，它可以将传动单元

连接到一个 Profibus 网络。在 Profibus 网络上，传动单元被认为是从设备。通过 EPC-CM2 适

配器，可以

向传动单元发送控制命令(运行、停止、点动控制等)

向传动单元发送频率给定信号

向传动单元发送过程数据

从传动单元中读取状态信号和实际值

改变传动单元参数值

对传动单元进行故障复位

第三章通讯数据 PROFIBUS-DP总线适配器用户手册

- 2 -

第二章安装及配线

2.1 机械和电气安装

将三个尼龙柱插进控制板相应孔中（GK800左右两组中任一组均可）；

将绝缘隔片套在尼龙柱上，放平；

将 EPC-CM2卡插入控制板相应插槽中（GK800左右两组中任一组均可），保证三个安装

孔对准尼龙柱，用三个自攻螺钉紧固；

将 SIEMENS 标准的总线连接器插入 EPC-CM2的 DB9插座 CN1中，并紧固尾部螺钉；

图 2.1 EPC-CM2 适配器

PROFIBUS-DP总线适配器用户手册第三章通讯数据

- 3 -

2.2 拨码开关

如图 2.2 所示为拨码开关示意图。拨码 1 和 2 位对应 Profibus 总线终端电阻，当拨到“ON”

时，终端电阻有效接入总线。拨码 3~6位对应 MODBUS通讯波特率选择项，分别为 9600bps、

19200bps、38400bps 和 57600bps，当某个波特率的拨码开关处于“ON”状态，而其它三个拨码

均为“OFF”，则该波特率选中。当 3~6不满足上述组合时，通讯波特率默认为 19200bps。

1 ON

23

45

6

终端电阻

9600bps

19200bps

38400bps

57600bps

图 2.2 拨码开关

2.3 总线接口

EPC-CM2适配器有两个 Profibus DP 接口，分别是端子（CN2）和标准 DB9接头（CN1），

用户可根据实际情况选择接线方式。

端子（CN2）是一个 4-Pin的插座，其引脚信号对应关系如表 2.1所示。

表 2.1 端子信号

4-Pin端子说明

1 A 数据线负极

2 B 数据线正极

3 GND 数据通讯地。该端子和控制板上的“GND”端子相互

隔离，通常接通讯电缆的屏蔽层。

4 （无标识）

备用端子——在适配器内部与 DB9接头的金属外壳连

接。在使用 DB9接头通讯、且 DB9的 Pin5无电缆连

接时，该端子必须和 GND（Pin3）短接。

标准 DB9接头的信号排布满足 Profibus 标准，如图 2.3所示。


- 4 -

5 1

69

图 2.3 DB9 接头示意图

其引脚信号如表 3.2所列。

表 3.2 DB9 接头信号对照表

标准 DB9接头说明

1 NC 未用

2 NC 未用

3 B 数据线正极

4 RTS 发送请求信号

5 GND 隔离地

6 +5V 隔离的 5V DC电压供电

7 NC 未用

8 A 数据线负极

9 NC 未用

2.4 总线连接

下图为端子（CN2）连接示意图，电缆屏蔽层应接数据通讯地 GND（Pin3）。

图 2.4 总线连接示意图

对于 DB9接头的接线，接线方式请参照 SIEMENS的 DB9接线说明书。注意：当选用 RS-485

电缆用作通讯电缆时（DB9的 Pin5没有连线），用户必须从外部短接（CN2）端子的 GND（Pin3）

和 Pin4脚。


- 5 -

注意：在 Profibus 网络中，总线首末两端站点的终端电阻需开启，中间站点的终端电阻应关闭；

若 DB9 接头自带终端电阻时，这和适配器内的终端电阻重复，不宜同时使用；建议使用

DB9接头自带终端电阻（适配器内的拨码开关 1和 2位拨离“ON”位置）。

若现场因使用非标准的屏蔽线导致通讯故障时，可以尝试把总线末端最后两个适配器的终

端电阻都接入总线来解决问题。

Profibus 所用的通讯导线类型及其传输距离请参照下表数据：

传输导线的电气参数

参数 A 型导线 B 型导线

阻抗/Ω 135~165 100~130

单位长度电容/(PF/M) <30 <60

回路电阻/(Ω/km) 110 -

线芯直径/mm 0.64 >0.53

线芯截面/mm2 >0.34 >0.22

总线传输距离与通讯波特率的关系对照表

传输速率(kbps) 9.6 19.2 93.75 187.5 500 1500 12000

A 型导线(m) 1200 1200 1200 1000 400 200 100

B 型导线(m) 1200 1200 1200 600 200 - -

2.5 应用说明

1、适配器上的三个螺钉应固定良好，保证其与变频器的可靠连接；

2、当采用适配器上终端电阻时，确保总线两端的终端电阻接入，中间节点的终端电阻分离。

3、通讯系统使用双绞的屏蔽电缆互联时，线缆应远离功率电缆和金属柜体。尽可能沿独立的绝

缘线槽布线。


- 6 -

第三章通讯数据

EPC-CM2适配器支持符合 EN50170标准的 PROFIBUS-DP(DP-V0)协议。PROFIBUS-DP

通讯通过服务存取点访问数据链路层中的服务，在 Profibus 中每个服务存取点(SAP)都有明确的

定义，具体请参考相关的 Profibus主站用户手册。

在周期性通讯中，PROFIBUS-DP协议使用 PPO (Paramrter/Process Data Objects)类型作

为数据传递格式，不同的 PPO类型有不同的数据组成，如图 3.1所示。

VALUE

参数区(PKW)

ID INDCW

SW

REF

ACTPZD3 PZD4 PZD5 PZD6 PZD7 PZD8 PZD9 PZD10

过程数据区(PZD)

PPO1

PPO2

PPO3

PPO4

PPO5

图 3.1 PPO 数据格式

目前，EPC-CM2适配器支持上述五种 PPO类型。数据定义描述如下

参数区(PKW)：

ID-参数识别号

IND-参数索引

VALUE-参数值(最长 4字节)

过程数据区(PZD)：

CW-控制字(主机到从机)

SW-状态字(从机到主机)

REF-给定值(主机到从机)

ACT-实际值(从机到主机)

PZD3~10-过程数据(由用户确定)


- 7 -

3.1 参数区

从图 3.1中可以看出，参数数据在消息类型 PPO1、2和 5中进行传输，由 8个字节组成，

如图 3.2所示。

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

ID

8位 8位

IND

命令号/响应号

请求信号(保留)

Profibus协议参数号高位

功能码组号

功能码组内索引

保留

16位 16位

VALUE

功能码参数高字

功能码参数低字

图 3.2 参数区数据格式

ID包含两个字节，其中命令号/响应号占据高四位。参数区的访问分两种形式，分别是Profibus

协议参数和变频器功能码参数。Profibus协议参数号对应于 ID的低 11位，而功能码参数采用 ID

低字节和 IND高字节组合的方式来访问，当访问功能码参数时，Profibus 协议参数号高位(ID8~10

位)必须为 0，否则响应报文会报非法参数号错误。按照 PROFIDRIVE 行规，本适配器选用了其

中满足特定要求的命令/响应号，如表 3.1所示

表 3.1 ID 命令/响应号

命令号功能描述

0 无任务

1 请求读取功能码参数数据

2 请求更改功能码参数数据

14 请求更改功能码参数数据并保存至 EEPROM

其它保留

响应号内容描述

0 无响应

1 功能码参数操作正确(读取或更改)

7 无法执行，错误信息在 VALUE中低字节处返回

其它保留

当参数操作发生错误时，将在 VALUE 的低字节中返回错误代码，错误代码内容定义如表 3.2


- 8 -

所示。

表 3.2 操作错误号

错误号内容描述

0 非法参数号

1 参数不允许设置(只读)

2 参数数值超限

12 密码错误

101 参数数据无法更改(运行中不可更改)

102 通讯故障

104 功能码更改无效或数据超限

105 非法命令号

其它预留

EPC-CM2提供了部分 Profibus 协议参数的读访问，如表 3.3所示。

表 3.3 Profibus 协议参数

参数号参数名称说明属性

918 站点地址从站站点地址只读

929 PPO类型当前 PPO类型只读

963 通讯波特率当前 Profibus 通讯波特率只读


- 9 -

对变频器功能码访问时，ID的低字节对应功能码的组号，两者之间的关系如表 3.4所示，而

IND的高字节与组内索引一一对应，IND低字节保留，始终为 0。

表 3.4 ID 低字节与功能码组号的对应关系

ID低 8位功能码组号 ID低 8位功能码组号

0x00 A0 0x11 E0

0x01 A1 0x12 E1

0x02 b0 0x13 F0

0x03 b1 0x14 F1

0x04 b2 0x15 F2

0x05 C0 0x16 F3

0x06 C1 0x17 F4

0x07 C2 0x18 F5

0x08 C3 0x19 F6

0x09 C4 0x1A H0

0x0A d0 0x1B H1

0x0B d1 0x1C H2

0x0C d2 0x1D L0

0x0D d3 0x1E L1

0x0E d4 0x1F U0

0x0F d5 0x20 U1

0x10 d6 0x21 U2

变频器功能码参数值只占两个字节，因此 VALUE 中的高字保留，参数值在低字中返回。

参数数据传输实例

实例 1：读取 Profibus 协议参数

为了操作 Profibus协议参数，参数号识别采用 ID的低 11位。由于目前本适配器只提供参数

号为 918、929和 963的读操作，因此索引值 IND始终为 0。例如，要读取参数 918，应先将参

数号转换为十六进制数 396H，返回的参数值为 4，即本站地址，具体传送数值如下所示


- 10 -

命令

响应

13H 96H 00H 00H 00H 00H 00H 00H

13H 96H 00H 00H 00H 00H 00H 04H

命令(读取参数)

参数号(396H)

子索引

响应(操作正确)

参数号

子索引

参数值(4)

实例 2：改写功能码参数

功能码参数通过 ID低字节和 IND高字节组合进行寻址，此时 ID8~10位必须为 0。例如：修

改系统的上限频率 b0-09 为 100.00HZ，对应的参数号为 0209H，参数值为 2710H(10000)，命

令和响应格式如下所示

命令

响应

20H 02H 09H 00H 00H 00H 27H 10H

10H 02H 09H 00H 00H 00H 27H 10H

命令(改写参数)

参数号

子索引


参数号

子索引

参数值(10000)

参数值(10000)

如果参数设置值超限，将返回如下格式

响应 70H 02H 09H 00H 00H 00H 00H 02H


参数号

子索引

错误号(2)


- 11 -

3.2 过程数据区

控制字和状态字

控制字是现场总线系统对传动单元进行控制的主要途径。控制字由现场总线的主机通过适配

器发送给传动单元。传动单元根据控制字位编码指令进行相应动作，并且将状态信息通过状态字

返回给主机。控制字和状态字的位定义如表 3.5和 3.6所示。

表 3.5 控制字位定义

控制字(位) 值含义功能描述

BIT0 0 运行命令无效停止变频器

1 运行命令有效启动变频器

BIT1 1 反转设置运行命令有效和点动时的

运转方向 0 正转

BIT2 1 点动

0 点动无效

BIT3 0→1 复位命令有效上升沿有效

0 复位命令无效

BIT4 1 自由停车有效

0 自由停车无效

BIT5

1 主站控制有效主站下发的当前控制字和运行

设定值有效

0 主站控制无效

主站下发的当前控制字和运行

设定值无效，变频器保持上次参

量运行

BIT6~BIT15 未定义预留

控制字组合实例(十六进制)：

变频器故障复位：0028

正转运行→减速停机→反转运行：0021→0020→0023

正转运行→自由停车：0021→0030

正转点动→减速停机→反转点动：0024→0020→0026

正转点动→点动停止：0024→0020


- 12 -

表 3.6 状态字位定义

状态字(位) 值含义功能描述

BIT0 1 变频器运行变频器是否处于运行状态，

点动时该位也置位 0 变频器停机

BIT1 1 变频器反转

运行方向状态位 0 变频器正转

BIT2 1 到达主设定

0 未到达主设定

BIT3 1 自由停车有效自由停车命令是否有效，若

有效，禁止运行 0 自由停车无效

BIT4 1 点动运行

0 非点动运行

BIT5 1 变频器故障

变频器故障状态位 0 变频器无故障

BIT6 1 适配器故障

0 适配器正常

BIT7 1 命令源选择通讯有效

0 命令源选择通讯无效

BIT8~BIT15 未定义预留

REF/ACT/PZDx

在 PPO1和 PPO3中，PZD2默认为速度控制模式中的主频率给定和运行频率反馈。在其他

PPO中，PZD2~10均可以根据用户需求设置成特定功能码参数、控制参数和状态参数，其对应

关系可在 H1组功能码中设置，如表 3.7所示。


- 13 -

表 3.7 PZD 区传输数据选择功能码

功能码名称范围出厂值属性

H1-02 PZD2_OUT(主→从)

0:无

属性为可写功能码

0x6200~0x6214

0 △


0:无


0x6200~0x6214

0 △


0:无


0x6200~0x6214

0 △


0:无


0x6200~0x6214

0 △


0:无


0x6200~0x6214

0 △


0:无


0x6200~0x6214

0 △


0:无


0x6200~0x6214

0 △


0:无


0x6200~0x6214

0 △


0:无


0x6200~0x6214

0 △

H1-11 PZD2_IN(从→主)

0:无

A0-00~U2-xx

0x6200~0x6214

0x6300~0x6323

0 △


0:无

A0-00~U2-xx

0x6200~0x6214

0x6300~0x6323

0 △

H1-13 PZD4_IN(从→主) 0:无

A0-00~U2-xx 0 △


- 14 -

0x6200~0x6214

0x6300~0x6323


0:无

A0-00~U2-xx

0x6200~0x6214

0x6300~0x6323

0 △


0:无

A0-00~U2-xx

0x6200~0x6214

0x6300~0x6323

0 △


0:无

A0-00~U2-xx

0x6200~0x6214

0x6300~0x6323

0 △


0:无

A0-00~U2-xx

0x6200~0x6214

0x6300~0x6323

0 △


0:无

A0-00~U2-xx

0x6200~0x6214

0x6300~0x6323

0 △


0:无

A0-00~U2-xx

0x6200~0x6214

0x6300~0x6323

0 △

PROFIBUS-DP总线适配器用户手册第四章应用说明

- 15 -

第四章应用说明

在正确配线并硬件连接后，PROFIBUS-DP 网络中的主站和从站都必须经过适当的参数配

置，系统才能正常运行。

4.1 主站配置

网络组态可通过 STEP 7 软件来实现。组态时，需要提供相应的 GSD 文件。EPC-CM2 适

配器的 GSD 文件会在产品交付时附带提供，用户也可以在我司官网上下载，GSD 文件名为

EPC0689.gsd。

在硬件组态时，先安装 GSD文件，并更新目录，这样就会在设备目录“PROFIBUS DP”中出

现 EPC-CM2设备，并将其添加到网络中，具体操作请参阅 STEP 7使用说明书。

4.2 变频器配置

在完成功网络组态后，应根据主站配置情况正确设置 H1组参数

功能码名称范围说明

H1-00 本站地址 1~127 0一般用作二类主站地址

127为广播地址

H1-01 PPO类型

0：Profibus 无效

1：PPO1

2：PPO2

3：PPO3

4：PPO4

5：PPO5

PPO类型应设置为PPO1~5中一

种

注意：H1-00和 H1-01不支持在线修改，修改后需重新上电才能生效

第四章应用说明 PROFIBUS-DP总线适配器用户手册

- 16 -

为了实现主站通讯控制，应设置以下功能码

功能码名称值说明

b1-00 运行命令给定方式 2 通讯控制

H0-00 485端口终端电阻选择 1 使能扩展卡输入

H0-02 485端口通讯本机地址 5 本机地址固定为 5

根据 EPC-CM2的拨码开关选择合适的本地通讯波特率


H0-01 485端口通讯配置

个位：波特率选择

1：9600bps

2：19200bps

3：38400bps

4：57600bps

十位：数据格式

0：1-8-2-N格式，RTU

百位：接线方式

0：直接电缆连接

数据格式：1-8-2-N，RTU；直接

电缆连接；波特率：

9600~57600bps 可选

当采用传输类型为 PPO1或 3时，PZD2固定为主频率给定，适用于速度控制模式，此时应

设置相应功能码如下

功能码名称值说明

b0-01 频率主给定方式 9 通讯输入

其它 PPO类型中 PZD2~10与功能码、控制及状态参数的对应关系可在 H1-02~ H1-19中设

置，而且可以在线修改，请正确设置。

EPC-CM2支持总线故障检测，用户可通过 H1-20功能码对故障后变频器的处理方式进行设

置，相应的故障或报警码“PFS”会在操作面板上显示。


H1-20 总线故障处理方式 0：故障并自由停车

1：报警，继续运行

总线故障处理方式用于设置总线

故障时的变频器处理方式

PROFIBUS-DP总线适配器用户手册第四章应用说明

- 17 -

4.3 传输比例

变频器功能码值有五种精度，分别是 1、0.1、0.01、0.001和 0.0001，则传输比例为相应精

度的倒数。

例如，频率主给定数字设定 b0-02的精度为0.01，传输比例为100，若要设置其值为50.00HZ，

则总线传输值为 5000(1388H)；

ASR高速积分时间 Ti1 d2-02的精度为 0.001，传输比例为 1000，若要设置其值为 0.500，

则总线传输值为 500(1F4H)。

附录状态指示 PROFIBUS-DP总线适配器用户手册

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附录状态指示

EPC-CM2 适配器设置了三个信号灯，分别是 Run、Local 和 Network，它们的不同状态指

示了适配器的当前工作情况，具体如表 4.1所示。

表 4.1 状态指示

LED1绿（Run） LED2绿（Local） LED3绿（Network）状态

灭灭灭 Profibus 卡未上电

亮闪闪 RAM检测异常

亮灭亮本地故障

亮亮闪通讯建立中

亮亮灭总线故障

亮亮亮正常

江苏吉泰科电气股份有限公司

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本产品改进的同时，资料可能有所变动，恕不另行通知。版本：A02

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