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一、引 言

现场总线技术自70年代诞生至今,由于它在减少系统线缆,简化安装、维护和管理,降低系统的投资和运行成本,增强系统性能等方面的优越性,得到了广泛的推广和应用。PROFIBUS作为现场总线的一种,不论是在自动化仪表、远程I/O,还是在电机控制装置中的应用均日益广泛起来。

现场总线国际标准之一PROFIBUS技术是1987年由SIEMENS公司等13家企业和5家研究机构联合开发;1989年批准为德国工业标准DIN 19245;1996年批准为欧洲标准EN 50170 V.2;1999年PROFIBUS成为国际标准 IEC 61158 的组成部分(Type III)。

PROFIBUS技术为设备层提供了PROFIBUS-DP和-PA技术,为车间层提供了PROFIBUS-FMS技术。PROFIBUS-DP是设备层现场总线,用于控制器(如DCS、PLC、PC)与现场控制设备(如驱动器、检测设备、HMI等)之间的通信总线。

PROFIBUS-DP总线技术具有高速(12M)、实时、确定、可靠的特点,传输的数据量相对较小。现场总线的介质访问控制方式满足工业控制网络的要求,即通信的实时性和确定性。确定性确保站点每次得到网络服务间隔和时间是确定的;实时性是指网络分配给站点的服务时间和间隔可以保证站点完成它确定的任务。

PROFIBUS的特点总结如下:

1) 开放性好(目前800~1000多家厂商的产品支持该总线);

2) 传送速度快,可达12M;

3) 节省现场布线,降低工程成本;

4) 配置灵活。

2004年,PROFIBUS国际组织宣布,基于PROFIBUS接口的设备节点在2003底时突破1000万,成为名副其实、最具实力的全球领先的现场总线标准。

目前PROFIBUS的介质访问控制方式主要有令牌和主从两种方式,遵循附属主-从令牌通行原则。这种方法区分了主动和被动的网络节点。只有主动节点才接受令牌,也就是发送的权利,它在一段规定的时间里将令牌从一个主动节点送到下一个主动节点。系统自动侦测节点是否离去或是否有新的节点加入到网上。网上的所有节点都必须以同一传输速率通讯。