原创 PROFIBUS技术

PROFIBUS作为一种现场总线标准，在世界市场上已被普遍接受并得到广泛运用。这里全面阐述了PROFIBUS的技术特点、应用模式和产品开发方法。

PROFIBUS的系统模型如下：

PROFIBUS是国际性的、开放的现场总线标准
（1）PROFIBUS 标准 EN 50170 是完整的、开放的、与制造商无关的、已经生效的
（2）稳固的 PROFIBUS 标准保护世界范围的用户和制造商的投资
（3）PROFIBUS 经实践证明并在世界范围内已安装使用的设备超过1,500,000 个。（截止于１９９７年四季度）

PROFIBUS给客户的好处
（1）节省硬件和安装费用
     减少硬件成份 (I/O, 终端块、隔离栅)
     更容易、更快捷和低成本的安装

（2）节省工程费用更容易组态(对所有设备只需一套工具)
     更容易保养和维修
     更容易和更快捷的系统起动

（3）更大的制造灵活性
     改进功能 减少故障时间 准确、可靠的诊断数据 可靠的数字传输技术

※ PROFIBUS减少40%的安装费用：

※ 1,200多个产品（到1998年1季），一个标准
到目前为止，已250家不同的制造商可提供 1,200 多个产品，你可免费获得最新的 PROFIBUS 电子产品指南的拷贝：
（1）从每一个PROFIBUS用户的CD-ROM或软盘
（2）或访问PROFIBUS的国际网页 http://www.profibus.com

※ 产品范围快速增长

※ 产品应用范围广泛

※ 经认证的产品确保互操作性
（1）PROFIBUS 国际已经建立了质量认证系统，包括产品的一致性和互操作性的测试
（2）几百个产品已经通过了认证
（3）在欧洲和美国建有这样的测试实验室
（4）经认证的产品都有一个认证号，它们已在 PROFIBUS 电子产品指南中列出

PROFIBUS 是领先的开放的现场总线系统
·独立的市场研究证实， PROFIBUS 在欧洲是市场的领导者，且在世界范围内有最高的增长率。在１９９７年已安装的PROFIBUS 基本设备超过了 1,500,000个，年增长到约20-30%。

·市场总值 根据1997 ARC 的市场研究现场总线的世界市场总值大于2百万个节点， 50%以上是用在欧洲。

·市场份额 根据1996 Consultic 关于德国和欧洲市场的市场研究² ，PROFIBUS 在欧洲市场中约占 41% 。

三种有效的传输技术

→ PROFIBUS 使用两端有终端的总线拓扑
→ 在运行期间，接入和断开一个或几个站不会影响其他站的工作，即使在本质安全区也如此。
→ 提供三种不同的物理层选择
   (1)RS 485: 用于 DP 和 FMS
   (2)IEC 1158-2: 用于 PA
   (3)光纤: 用于 DP 和 FMS

PROFIBUS 协议
→ PROFIBUS 总线访问协议（第二层）对三种PROFIBUS 版本(FMS/DP/PA)均相同
→ 这使通信透明和FMS/DP/PA 网络区域容易组合
→ 因为 FMS/DP 使用相同的物理介质 (RS-485/FO) ，因此它们能组合在同一根电缆上。

PROFIBUS-DP 的特点
·代替 PLC/PC 与 I/O 之间昂贵的电线
·快速，传输 1 千字节的输入数据和 1千字节的输出数据所需时间<2 ms
·强有力的工具，减少组态和维护费用
·被所有主要的 PLC 制造商支持
·有广泛的产品: PLC, PC, I/O, 驱动器, 阀, 编码器等
·允许周期性和非周期性的数据传输
·单主和多主网络
·每个站的输入和输出数据最多可达 244 字节

典型的PROFIBUS-DP系统组成：

PROFIBUS-PA(PA = Process Automation) 的特点

·基于扩展的 PROFIBUS-DP 协议和 IEC 1158-2 传输技术
·适用于代替现今的 4...20 mA 技术
·仅用一根双绞线进行数据通信和供电
·通过串行总线联接仪器仪表与控制系统
·适用于本质安全的 EEx 应用区域
·可靠的串行数字传输
·通过一根双绞电缆进行控制、调节和监视
·对所有设备只需一个工程工具
·由于 PROFIBUS-PA 行规，保证了互操作性和互换性
·仪器仪表的维护和诊断信息

PROFIBUS-FMS 的特点
·FMS 最佳适用于车间级智能主站间通用的、面向对象的通信
·FMS 提供一个 MMS-功能子集 （MMS 即 Manufacturing Message Specification, ISO9506)
·主要应用区域
   大数量的数据传输，例如程序、数据块等等 
   若干个分散过程部分集成到一个公共过程中
   智能站间的通信

开放的组态允许即插即用

PROFIBUS ASICs 提供大量产品的关键
·对PROFIBUS许多 ASICs 芯片是有效的
·对 PROFIBUS-DP 用单个芯片即可解决
·对 FMS/DP/PA，与处理器无关的外围芯片
·对FMS/DP，带 PROFIBUS 核心功能的微控制器
优点：
·对制造商而言，减少实现费用
·对一个接口的价格减至小于 US $ 25

PROFIBUS国际
·超过 650 个会员
·20个地区用户协会
·一个很强大的组织