PROFIBUS是什么？

2022-04-07 09:54:06 來源: 網絡

PROFIBUS是一種國際化、開放式、不依賴于設備生產商的現場總線標準。PROFIBUS傳送速度可在 9.6kbaud~12Mbaud范圍內選擇且當總線系統啟動時，所有連接到總線上的裝置應該被設成相同的速度。廣泛適用于制造業自動化、流程工業自動化和樓宇、交通電力等其他領域自動化。PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監控和現場設備層數據通信與控制的現場總線技術。可實現現場設備層到車間級監控的分散式數字控制和現場通信網絡，從而為實現工廠綜合自動化和現場設備智能化提供了可行的解決方案。

PROFIBUS組成

PROFIBUS是過程現場總線的縮寫，于1989年正式成為現場總線的國際標準。目前在多種自動化的領域中占據主導地位，全世界的設備節點數已經超過2000萬。它由三個兼容部分組成，即PROFIBUS－DP（ Decentralized Periphery）．PROFIBUS－PA（Process Automation ）．PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )。其中PROFIBUS－DP應用于現場級，它是一種高速低成本通信，用于設備級控制系統與分散式I/O之間的通訊，總線周期一般小于10ms，使用協議第1、2層和用戶接口，確保數據傳輸的快速和有效進行。；PROFIBUS－PA適用于過程自動化，可使傳感器和執行器接在一根共用的總線上，可應用于本征安全領域；PROFIBUS－FMS用于車間級監控網絡，它是令牌結構的實時多主網絡，用來完成控制器和智能現場設備之間的通信以及控制器之間的信息交換。主要使用主-從方式，通常周期性地與傳動裝置進行數據交換 PROFIBUS基本特性Profibus可使分散式數字化控制器從現場底層到車間級網絡化，與其他現場總線相比，Profibus的重要優點是具有穩定的國際標準EN50170作保證，并經實際應用驗證具有普遍性，它包括了加工制造、過程和數字自動化等廣泛的應用領域，并可同時實現集中控制、分散控制和混合控制三種方式。該系統分為主站和從站：主站決定總線的數據通信，當主站得到總線控制權（令牌）時，沒有外界請求也可以主動發送信息。在Profibus協議中主站也稱為主動站。從站為外圍設備，典型的從站包括：輸入/輸出裝置、閥門、驅動器和測量發射器。它們沒有總線控制權，僅對接收到的信息給予確認或當主站發出請求時向它發送信息。從站也稱為被動站。由于從站只需總線協議的一小部分，所以實施起來特別經濟。 PROFIBUS性能與其它現場總線系統相比，PROFIBUS的最大優點在于具有穩定的國際標準EN50170作保證，并經實際應用驗證具有普遍性。目前已應用的領域包括加工制造．過程控制和自動化等。PROFIBUS開放性和不依賴于廠商的通信的設想，已在10多萬成功應用中得以實現。市場調查確認，在德國和歐洲市場中PROFIBUS占開放性工業現場總線系統的市場超過40%。PROFIBUS有國際著名自動化技術裝備的生產廠商支持，它們都具有各自的技術優勢并能提供廣泛的優質新產品和技術服務。 PROFIBUS結構PROFIBUS協議結構是根據ISO7498國際標準，以開放式系統互聯網絡（Open System Interconnection-OSI）作為參考模型的。該模型共有七層。　（1）PROFIBUS－DP：定義了第一．二層和用戶接口。第三到七層未加描述。用戶接口規定了用戶及系統以及不同設備可調用的應用功能，并詳細說明了各種不同PROFIBUS－DP設備的設備行為。　（2）PROFIBUS－FMS：定義了第一．二．七層，應用層包括現場總線信息規范（Fieldbus Message Specification - FMS）和低層接口(Lower Layer Interface － LLI)。FMS包括了應用協議并向用戶提供了可廣泛選用的強有力的通信服務。LLI協調不同的通信關系并提供不依賴設備的第二層訪問接口。　（3） PROFIBUS－PA：PA的數據傳輸采用擴展的PROFIBUS－DP協議。另外，PA還描述了現場設備行為的PA行規。根據IEC1158－2標準，PA的傳輸技術可確保其本征安全性，而且可通過總線給現場設備供電。使用連接器可在DP上擴展PA網絡。　注：第一層為物理層，第二層為數據鏈路層，第三層為網絡層，第四層為傳輸層，第五層為會話層，第六層為表達層，第七層為應用層。需要注意的是，第三~六層在Profibus中沒有具體應用，但是這些層要求的任何重要功能都已經集成在低層接口（LLI）中。 PROFIBUS應用典型的工廠自動化系統應該是三級網絡結構，基于現場總線Profibus-DP/PA控制系統位于工廠自動化系統中的低層，即現場級和車間級。現場總線Profibus是面向現場級和車間級的數字化通信網絡。1.現場設備層主要功能是連接現場設備，如分散式I/O、傳感器、驅動器、執行機構、開關設備等，完成現場設備控制及設備間連鎖控制。主站負責總線通信管理及所有從站的通信。總線上所有設備生產工藝控制程序均儲存在主站中，并由主站執行。2.車間監控層車間級監控用來完成車間中生產設備之間的連接，如一個車間三條生產線主控制器之間的連接，完成車間級設備監控。車間級監控包括生產設備狀態在線監控、設備故障報警及維護等。通常還具有諸如生產統計、生產調度等車間級生產管理功能。車間級監控通常要設立車間監控室，在操作員工作站及打印設備上。車間級監控網絡可采用Profibus-FMS，它是一個多主網絡，在這一級，數據傳輸速度不是最重要的，而是要能夠傳送大容量信息。3.工廠管理層車間操作員工作站可通過集線器與車間辦公管理網連接，將車間生產數據送到車間管理層。車間管理網作為主網的一個子網，通過交換機、網橋或路由器等連接到廠區骨干網上，將車間數據集成到工廠管理層。車間管理層通常所說的以太網，即IEC802.3TCP/IP的通信協議標準。工廠骨干網可根據工廠實際情況，采用如FDDI或ATM等網絡。

關鍵詞： PROFIBUS現場總線標準傳送速

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