1） PROFIBUS

PROFIBUS是1987年德國聯(lián)邦科技部集中了13家公司的5個(gè)研究所的力量，按ISO/OSI參考模型制訂的現(xiàn)場總線的德國國家標(biāo)準(zhǔn)，其主要支持者是德國西門子公司痛入到智能家居系統(tǒng)中，并于1991年4月在DIN19245中發(fā)表，正式成為德國標(biāo)準(zhǔn)。開始只有PROFIBUS-DP和PROFIBUS-FMS，1994年又推出了PROFIBUS-PA，它引用了IEC標(biāo)準(zhǔn)的物理層（IEC 1158-2，1993年通過），從而可以在有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域（EX）內(nèi)連接本質(zhì)安全型通過總線饋電的現(xiàn)場儀表，這使PROFIBUS更加完善。PROFIBUS已于1996年3月15日批準(zhǔn)為歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170的第2卷。

（1） PROFIBUS組成部分。

① PROFIBUS-FMS （Field Message Specification） 。

它主要用來解決車間級通用性通信任務(wù)，可用于大范圍和復(fù)雜的通信，總線周期一般小于100ms。

②PROFIBUS-DP （Decentralized Periphery）.

這是一種經(jīng)過優(yōu)化的高速和便宜的通信總線，它是專門為自動(dòng)控制系統(tǒng)與分散的I/O設(shè)各級之間進(jìn)行通信設(shè)計(jì)的。總線周期一般小于10ms。

③PROFIBUS-PA （Process Automation）.

它是專門為過程自動(dòng)化設(shè)計(jì)的，它可使傳感器和執(zhí)行器安在一根共用的總線上，甚至在本質(zhì)安全領(lǐng)域也可接上。根據(jù)IEC 1158-2標(biāo)準(zhǔn)，PROFIBUS-PA用雙線進(jìn)行總線供電和數(shù)據(jù)通信。

（2） PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)。

PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)IS0 7498國際標(biāo)準(zhǔn)以O(shè)SI作為參考模型的。但省略了3-6層，同時(shí)又增加了服務(wù)層。

PROFIBUS-DP使用了第一層（物理層）、第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）和用戶接口，第三層一七層未加以描述。這種結(jié)構(gòu)確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖俸陀行нM(jìn)行，直接數(shù)據(jù)鏈路映像（DDLM）為用戶接口易于進(jìn)入第二層。用戶接口規(guī)定了用戶系統(tǒng)和不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細(xì)說明了各種不同PROFIBUS-DP設(shè)備的設(shè)備行為，還提供了傳輸用的RS-485傳輸技術(shù)或光纖傳輸技術(shù)。

PROFIBUS-FMS:對第一層、第二層和第七層（應(yīng)用層）均加以定義。

PROFIBUS-PA:采用了擴(kuò)展的DP協(xié)議，另外還使用了描述現(xiàn)場設(shè)備行為的過程自動(dòng)化（Process Automation，PA）規(guī)約。根據(jù)IEC 115 8-2標(biāo)準(zhǔn)，這種傳輸技術(shù)可確保其本質(zhì)的安全性并通過總線給現(xiàn)場設(shè)備供電。使用分段式耦合器，PROFIBUS-PA設(shè)備能很方便地集成到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)上。PROFIBUS-DP和PROFIBUS-FMS系統(tǒng)使用了同樣的傳輸技術(shù)和統(tǒng)一的總線訪問協(xié)議，因而這兩套系統(tǒng)可在同一根電纜上同時(shí)操作。

（3） PROFIBUS傳輸技術(shù)。

PROFIBUS提供了三種類型的傳輸。

①用于DP和FMS的RS-485傳輸。

RS-485傳輸是PROFIBUS最常用的一種傳輸技術(shù)，這種技術(shù)通常稱為H2。采用屏蔽雙絞銅線，共用一根導(dǎo)線對。線性總線結(jié)構(gòu)允許站點(diǎn)增加或減少，而且系統(tǒng)的分布投入也不會(huì)影響到其他站點(diǎn)的操作。后增加的站點(diǎn)對己投入運(yùn)行的站點(diǎn)沒有任何影響。

傳輸速率可選： 9.6Kbit/s和12Mbit/s之間。

站點(diǎn)數(shù)：每分段32個(gè)站，不帶中繼器;帶中繼器可多達(dá)127個(gè)站。

②用于PA和姬c 1158-2傳輸。

IEC 1158-2傳輸技術(shù)是一種位同步協(xié)議，可進(jìn)行無電流的連續(xù)傳輸，通常稱為Hl。

傳輸速率： 31.25Kbit/s， 電壓式。

站點(diǎn)數(shù)：每段最多為32個(gè)，總數(shù)最多為126個(gè)。

距離：采用雙絞線電纜，傳輸距離可達(dá)1900m。

⑧光纖（FO）。

PROFIBUS系統(tǒng)在電磁干擾很大的環(huán)境下應(yīng)用時(shí)，可使用光纖導(dǎo)體以增加高速傳輸?shù)淖畲缶嚯x。許多廠商提供專用總線插頭，可將RS-485信號轉(zhuǎn)換成光信號和光信號轉(zhuǎn)換成RS-485信號，這樣就為RS-485和光纖傳輸技術(shù)在同。—系統(tǒng)上使用提供了一套開關(guān)控制的十分簡便的方法。

2）基金會(huì)現(xiàn)場總線（Fundation Fieldbus，F(xiàn)F）

現(xiàn)場總線基金會(huì)是一個(gè)國際性的組織，有120多個(gè)成員，包括了全球主要的過程控制產(chǎn)品的供應(yīng)商，基金會(huì)成員生產(chǎn)的變送器、DCS系統(tǒng)、執(zhí)行器，流量儀表占世界市場的90%。

FF是迫于用戶的壓力于1994年6月由ISP與WorldFIP（北美）合并成立的現(xiàn)場總線基金會(huì)。

ISP是可互操作系統(tǒng)協(xié)議（Interoperable System Protocol）的簡稱，它基于德國的PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)，成立于1992年9月， 當(dāng)時(shí)有100多個(gè)公司參加，其中以儀表廠為多，由Fisher Rosemount公司牽頭。WorldFIP是工廠儀表世界協(xié)議（World Factory nstrumentation Protocol）的簡稱它基于法國的FIP標(biāo)準(zhǔn)， 由Honeywell公司牽頭，也有100多個(gè)公司參加，不少是PLC制造廠。

（1） FF的協(xié)議結(jié)構(gòu)。

FF應(yīng)用了ISO/OSI模型的第一層、第二層和第七層（應(yīng)用層），再在應(yīng)用層上加上了用戶層。FF的物理層符合IEC 115 8-2標(biāo)準(zhǔn)，采用IEC 1158-2技術(shù)。

（2） FF特點(diǎn)。

由于世界上一些大的儀表公司都參加了FF，所以FF開發(fā)的現(xiàn)場總線產(chǎn)品在品種與性能上都能滿足過程控制的要求，而且使用方便，F(xiàn)F具有很好的可互操作性和可互換性，可互操作性就是來自同廠家的設(shè)備可以相互通信并且可以在多廠家的環(huán)境中完成功能，可互換性就是來自不同廠家的設(shè)備在功能上可以用同類設(shè)備互換。

（3）應(yīng)用情況。

1997年，由多個(gè)供應(yīng)商提供的基于Hl標(biāo)準(zhǔn)的小的試驗(yàn)系統(tǒng)被用于培訓(xùn)和技術(shù)確認(rèn)，并已在世界上試用。現(xiàn)在也投入使用到智能家居之中，為智能家居的開發(fā)應(yīng)用體統(tǒng)了良好的技術(shù)支持。

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