PROFIBUS現場總線及其在開放控制系統中的應用
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隨著計算機、控制、通信和網絡等技術的進步，現場總線在20世紀80年代中期逐漸發展起來。現場總線是應用在生產現場測量與控制設備之間實現雙向串行多節點數字通信的系統，也被稱為開放式、數字化、多節點通信的底層控制網絡。PROFIBUS是過程現場總線（ProcessField Bus）的縮寫。德國科學技術部總結了20世紀80年代德國工業界自動控制技術的發展經驗，為了適應分散控制系統的發展要求，對各公司自己定義的網絡協議加以規范化、公開化，使得不同廠家生產的自動控制設備在網絡通信級互相兼容、遵守同一協議，以利于提高工業標準化水平，于1987年列為德國國家項目，由13家大公司（如SIEMENS、ABB、AEG等）及5家研究所經過2 a多的時間完成。1991年，PROFIBUS成為德國國家標準DIN 19245,1996年6月成為歐洲標準EN 10170,1999年加入IEC 61158協議。PROFIBUS已成為應用廣泛、技術成熟的國際標準現場總線之一，廣泛應用于加工制造、過程和樓宇自動化等領域。
2 PROFIBUS現場總線
2.1 PROFIBUS系列
PROFIBUS根據應用特點分為PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA 3個兼容版本。
a. PROFIBUS-DP以DIN 19245的第一部分為基礎，經過優化的高速、廉價通信網絡，適用于自動控制系統和設備級分散I/O之間通信。在設備級，中央控制器（如PLC、PC）通過高速串行線同分散的現場設備（如I/O、傳感器、閥門、執行器等）進行通信。DP一般構成單主站系統，主從站之間采用循環數據傳送方式工作，最高通信速率可達12 Mbit/s。
b. PROFIBUS-FMS完成車間級通用性通信任務，提供大量的通信服務，實現周期性和非周期性通信。目前，PROFIBUS-FMS的作用正在為高速工業以太網HSE(High Speed Ethernet)代替。
c. PROFIBUS-PA專為過程自動化設計,用于本質安全和現場供電的場合。
2.2 PROFIBUS的協議結構和傳輸技術
PROFIBUS協議根據ISO 74898國際標準，以開放系統互連ISO/OSI為參考模型。協議結構如圖1所示。協議定義了第1層（物理層）、第2層（數據鏈路層）和第7層（應用層）。沒有使用第3層至第6層，這樣可以減少通信開支，增加效率。
現場總線的物理層規定了總線介質、網絡拓撲、傳輸距離、傳輸速率、站點數以及總線接口。它提供有關同步和比特流在物理媒體上的傳輸手段。PROFIBUS提供3種傳輸技術。
a. DP和FMS的RS 485傳輸基本特點見表1。
b. PA的IEC 1158-2傳輸基本特點見表2。
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