| 开放式现场总线——PROF I BUS |
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| 2000-11-23 |
为适应现代工业控制系统大型化、分散化的发展要求，解决工业生产过程中现场设备之间及其与上级控制系统之间进行信息传递问题，近年来，现场总线技术成为工业自动化领域技术发展的热点。目前，国际上已有多种现场总线产品及其技术标准，为在同一个工业控制系统中使不同生产商的设备（如智能仪表、执行元件、调节器等），能够连接起来，彼此交换数据和进行通讯，这就要求须有一种高度标准化的通讯规范，而PROFIBUS总线技术的开放性正适应于这一要求。
PROFIBUS是二种国际化的、开放的，不依赖于设备生产商的现场总线标准，它是德国于九十年代初制定的国家工业现场总线协议标准。代号DIN19245，由十三家工业企业及五家研究所经过两年多时间完成。1996年经欧州电工委员会批准为欧州标准EN50170。目前，该标准在许多方面己作为生产厂家和用户共同遵守的最高标准。
1、基本型式：
根据EN50170标准，PROFBIUS具有三种型式，即PROFIBUS-DP、-PA、-FMS，它们分别适用于不同的领域，但这三种型式使用的是统一的总线访问协议。
（A）PROFIBUS-DP：
这是-种适用于进行高速数据传输的通信连接，它是专门为自动化系统与在设备级分散的I/O之间进行通信而设计的。它可取代24V或0~20mA测量值的传输，并具有非常短的响应时间和极高的抗干扰性能。
（B）PROFIBUS-PA
这是一种适用于过程自动化的型式，它可以使传感器和执行器接在一根共用的总线上，根据IEC1158-2国际标准，PROFIBUS-PA采用双线进行总线供电和数据通信。由于应用了本质安全传输技术，因此，PROFIBUS-PA可以方便地运用于许多对安全性要求较高的场合。
（C）PROFIBUS-FMS
这是二种工业通讯层次结构，用来解决车间级的通讯任务，功能强大的FMS（现场总线报文规范〉，向用户提供了广阔的应用范围和更大的灵活性，同时PROFIBUS-FMS还具有更加强大的数据通信功能。
2、协议结构：
PROFIBUS是以公认的国际标准为基础，协议的结构是根据IS07498国际标准以开放式系统互联网络（OSI）作为参考模型的。
（A）PROFIBUS-DP：使用参考模型中的第1、2层和用户层，第3层到第7层未加定义，该结构确保数据传输的快速性，用户接口规定了用户及系统，以及不同设备可调用的应用功能，并提供了RS485传输技术和光纤传输技术。
（B）PROFIBUS-PA：它是PROFIBUS-DP向现场的延伸。
采用描述现场设备行为的PA行规，使用分段式耦合器，可以方便地将PROFIBUS-PA设备集成到PROFIBUS-DP网络中。
（C）PROFIBUS-FMS：使用参考模型中的第1、2层和7层，应用层包括现场总线报文规范（FMS）和低层接口（LLI），第二层（FDL）可完成总线存取控制和数据的可靠传输，它还为PROFIBUS-FMS提供RS485和光纤传输技术。
作为开放式通讯系统的工业标准，PROFIBUS现场总线公布了网络各层协议的所有规范，按照这些规范设计设备的网络接口，不同设备可实现网络互联，这给控制设备的生产厂家、系统安装调试单位和用户带来极大的方便。
三、传输技术：
（A）用于DP/FMS的RS485传输：
RS485传输是PROFIBUS最常见的传输技术，传输介质为双绞线，波特率：9.6kb/s到12Mb/s，RS485传输技术操作极为容易，设备简单，而且应用领域极为广泛，可以不受任何影响地在总线结构上增减站点。
（B）用于PA的lEC1158-2传输技术：
PROFIBUS-DP传输从RS485向PROFIBUS-PA的IEC1158-2传输方式转换是通过DP/PA耦合器（或DP/PA链接器）来实现的。由于采用本安标准传送技术，使PROFIBUS-DP与PROFIBUS一PA之间实现了电位隔离，所以，PROFIBUS-PA能满足有防爆要求的生产过程。
（C）光纤传输技术：
在电磁干扰较大且要求传输距离较远的环境下。PROFIBUS系统宜采用光纤传输技术，目前，已有许多厂商提供使RS485信号与光纤导体信号相互转换的总线插头，为总线的应用提供了很大的方便。
综上所述，PROFIBUS提供了一个从现场传感器直至生产管理层的全方位透明的网络，并以其严格的定义，完善的功能以及标准而通用的技术，使其成为开放式系统的典范。因此，PROFIBUS可以在许多方面如生产自动化、过程自动化、驱动技术和楼宇自动化等领域得到应用，并己证明了它具有强大、灵活的功能。近年来，PROFIBUS在众多的现场总线技术中占据首位。 |
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