1,、Profibus總線技術(shù)
Profbus是一種不依賴廠家的開放式現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn),，采用Profibus的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)后，不同廠商所生產(chǎn)的設(shè)備不需要對其接口進(jìn)行特別調(diào)整就可通信,。Profibus為多主從結(jié)構(gòu),，可方便地構(gòu)成集中式、集散式和分布式控制系統(tǒng),。針對不同的應(yīng)用場合,，它分為三個(gè)系列：
（1）Profibus－DP用于傳感器和執(zhí)行器級(jí)的高速數(shù)據(jù)傳輸,，它以德國標(biāo)準(zhǔn)DIN1924的第一部分為基礎(chǔ),，根據(jù)其所需要達(dá)到的目標(biāo)對通信功能加以擴(kuò)充，DP的傳輸速率可達(dá)12Mb/S,，一般構(gòu)成單主站系統(tǒng),，主站、從站間采用循環(huán)數(shù)據(jù)傳送方式工作,。
Profibus－DP的設(shè)計(jì)旨在用于設(shè)備級(jí)的高速數(shù)據(jù)傳送,。中央控制器（PLC/PC）通過高速串行線同分散的現(xiàn)場設(shè)備（如 1/O、驅(qū)動(dòng)器,、閥門等）進(jìn)行通信,，同這些分散的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換多數(shù)是周期性的。
?。?）Profibus－PA適用于安全性要求較高的場合,。PA具有本質(zhì)安全特性,，其實(shí)現(xiàn)了IECll58－2（物理層）規(guī)定的通信的規(guī)程。
Profibus－PA的過程自動(dòng)化解決方案中PA將自動(dòng)化系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備（壓力溫度和液位變送器等）連接起來,，代替了4－20mA模擬信號(hào)傳輸技術(shù),，節(jié)約成本，并大大提高了系統(tǒng)功能和安全可靠性,，因此PA尤其適用于化工,、石油、冶金等行業(yè)的過程自動(dòng)化控制系統(tǒng),。
?。?）Profibus－FMS旨在解決車間級(jí)通用性通信任務(wù)。FMS提供大量的通信服務(wù),，用以完成以中等傳輸速度進(jìn)行的循環(huán)交換,，因此它考慮的主要是系統(tǒng)功能而不是系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，應(yīng)用中通常要求的是隨機(jī)的信息交換（如改變設(shè)定多數(shù)等）,。強(qiáng)有力的FMS服務(wù)向人們提供了廣泛的應(yīng)用范圍和更大的靈活性,，可用于大范圍和復(fù)雜的通信系統(tǒng)。
Profibus協(xié)議的結(jié)構(gòu)定問是根據(jù)iso7498國際標(biāo)準(zhǔn)以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（osi）作為參考模型的,。
Profibus－DP使用第一層,、第二層和用戶接口。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)鏈路映象（DDLM）為用戶接口提供第二層功能映象,，用戶接口規(guī)定了用戶系統(tǒng)以及不同設(shè)備可以調(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,。
Profibus－PA使用Prfibus－DP的基本功能傳送測量值和狀態(tài),，并用擴(kuò)展的Profibus－DP功能來制定現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)和進(jìn)行設(shè)備操作。另外它使用了描述現(xiàn)場設(shè)備行為的PA行規(guī),，根據(jù) IECI 158－2標(biāo)準(zhǔn),，這種傳輸技術(shù)可確保其本征安全性并使現(xiàn)場設(shè)備通過總線供電。
Profibus－FMS對第一,、第二和第七層均加以定義,，其中應(yīng)用層包括了現(xiàn)場總線信息規(guī)格（Fieldbus Message Specification，F(xiàn)MS）和低層接口（Lower interface,，LLI）,。FMS向用戶提供了廣泛的通信服務(wù)功能，LLI則向FMS提供了不依賴設(shè)備訪問第二層（現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層）的能力,，第二層主要完成總線訪問控制和保持?jǐn)?shù)據(jù)的可靠性,。
PMS服務(wù)是ISO9506 MMS（Manufacturing Message Specification，加工制造信息規(guī)范）服務(wù)項(xiàng)目的子集,，這些服務(wù)項(xiàng)目在現(xiàn)場總線應(yīng)用中被優(yōu)化,，而且還加上了通信目標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)管理功能,。
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)可在同一電纜上同時(shí)操作,。
2,、在低壓電器行業(yè)中的應(yīng)用
（1）智能化斷路器 3WN6通過 Profibus－DP網(wǎng)關(guān)（DP/3WN6接口單元）與 Profibus－DP相連接,，從而與上位機(jī)S7－300PLC通信,。通過這種方法，控制信號(hào)和3WN6外圍的有用數(shù)據(jù)可以通過一根簡單的兩芯電纜或光纖電纜與具有Profibus－DP控制能力的自動(dòng)化級(jí)進(jìn)行傳輸,，對控制系統(tǒng)而言也就省去了不必要的常規(guī)的數(shù)據(jù)電纜布線,。DP/3WN6接口單元組裝于一個(gè)可安裝的標(biāo)準(zhǔn)安裝導(dǎo)軌上70mm寬的緊湊外殼之中。單元可以并排安裝,，甚至垂直安裝,，彼此之間無需任何安裝空間,。DP/3WN6的九芯SUB－D插座連接,。DP/3WN6接口是與3WN6斷路器點(diǎn)對點(diǎn)連接的。Profibus－DP配置的更改是在接口完成的,。Profibus－DP允許12Mb人的數(shù)據(jù)速度,。在初次使用前，只需預(yù)置Profibus－DP的地址,。位速率和其他的總線參數(shù)則由主控機(jī)單元預(yù)先設(shè)置,，接口對該設(shè)備自動(dòng)接受。電源連接以后與斷路器的通訊自動(dòng)地建立起來,。Profibus和斷路器的接口由接口連接地監(jiān)視,，并且其狀態(tài)是經(jīng)過兩只發(fā)光二極管（紅色和綠色）來顯示的。Profibus－DP的共享者“DP/3WN6接口”是通過諸如 SIMATIC SS的 COM Profibus參數(shù)化軟件,，SIMATIC S7編程軟件或其他主控機(jī)供應(yīng)商提供的軟件來策劃完成的,。斷路器既可以通過鍵盤在過流脫扣器上進(jìn)行組態(tài)池可以手持單元通過應(yīng)用程序來設(shè)置參數(shù)。
總線上有用的數(shù)據(jù)：①模擬量測量值,，如相電流,、接地故障電流、功率因數(shù),。②事件信息,，如脫扣類型、欠負(fù)荷,、相不平衡,。③操作狀態(tài)，如開或關(guān),、處于試驗(yàn)位置,、合問就緒,。④組態(tài)數(shù)據(jù)，如額定工作電流,、短路電流,、故障保護(hù)參數(shù)。⑤診斷數(shù)據(jù),，如上次脫扣電流值,、前15min峰值電流。遙控操作,，合問或分閘,、其他的接口。
?。?）AS司總線通過DP／AS－I接口單元（網(wǎng)關(guān)）與Profibus－DP相連,，從而使AS——I的有用數(shù)據(jù)可以通過Profibus－DP與自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行交換。
AS司是一種適用于雙工線的執(zhí)行器和傳感器的現(xiàn)場型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),，它通過兩根電纜進(jìn)行傳輸,，數(shù)據(jù)信號(hào)和電源共載于雙工線上，可以具有任意的拓?fù)渑渲?，以滿足不同的應(yīng)用場合,，最多允許31個(gè)站點(diǎn)或從屬設(shè)備與ASJ相連接，而一個(gè)ASJ應(yīng)用模塊可與至多四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的雙工線傳感器和執(zhí)行器連接,，這樣ASJ一共提供了124個(gè)傳感器和124個(gè)執(zhí)行器的最大配置,。
接口單元組裝于一個(gè)可安裝在標(biāo)準(zhǔn)安裝導(dǎo)軌上的70mm緊湊外殼之中。單元可以并排安裝,，也可以垂直安裝,，彼此之間無需任何安裝空間。接口單元的DP主控機(jī)的格式化軟件盤上能夠?yàn)樵O(shè)備提供特殊設(shè)置的設(shè)備主控文件（GSD）來格式化,。在SIMATIC SS中,，格式化是通過COM Profibus完成的。對SIMATIC S7而言,，Profibus,。－DP格式化是STEP7所集成的一部分。
DP的地址是通過一只編碼開關(guān)而實(shí)現(xiàn)的,。其波特率是自動(dòng)設(shè)定的,。與相連接的AS從屬設(shè)備的數(shù)目無關(guān)，一個(gè)16字節(jié)的輸人（PAA）的地址空間總在 PLC當(dāng)中儲(chǔ)存,。Profibus和AS－Interface的接口是被連續(xù)地監(jiān)視的,，其狀態(tài)是經(jīng)兩只發(fā)光二極管（紅色和綠色）來顯示的。第三只發(fā)光二極管用來顯示共可用性。“通電”以后,，當(dāng)前的AS一互組態(tài)就定義了,。如果連接了AS－I從屬設(shè)備，已定義的數(shù)據(jù)總線的組態(tài)（LES——已識(shí)別的從屬設(shè)備列表）就變?yōu)檫B接處的總線組態(tài)（LA——激活的從屬設(shè)備列表）,。如果沒有從屬設(shè)備可識(shí)別,，就沒有連接外的組態(tài)被列人主控機(jī)的清單中。隨后所識(shí)別的從屬設(shè)備直到RESET按鈕按下后才能被接受或激活,。
Profibus－DP為主干線人AS一I總線通過DP/AS—互耦合器接人Profibus－DP系統(tǒng),。AS司總線上可以連接各種執(zhí)行器、傳感器,，Profibus—DP通過S7－300對總線上的智能化設(shè)備進(jìn)行組態(tài),、參數(shù)化等工作。通過Beckhoff公司的BK3000/BK3010/BK3100/BK3110與Profibus-DP連接,。Beckhoff公司的BK3000系列采用一個(gè)386EX芯片作為內(nèi)核,，并且支持同Profibus－DP有連接，BK3000系列的實(shí)質(zhì)是一個(gè)輸人/輸出數(shù)據(jù)的收集站,，它可以起到AS河網(wǎng)關(guān)的作用,，但由于其采用386EX芯片作為內(nèi)核，其功能和使用均比AS－I網(wǎng)關(guān)要靈活,。BK3000是作為ProfibSS系統(tǒng)中DP－FMS的從站設(shè)備的,，它包括總線連接插頭,、地址編碼接口和64個(gè)I/O等,。BK3000和BK3 100支持對所有總線終端的操作，對模擬量輸人/輸出也一樣,，通過使用KS200配置,，可以對模擬/復(fù)合總線終端進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)各種特殊的應(yīng)用場合,，總線終端也可以通過PLC和PC機(jī)對其進(jìn)行操作控制,，Becoff公司提供GSD文件，支持對總線終端的組態(tài)工作,。
3,、結(jié)論
（1）Profibus,、AS一I,、智能子站（Beckhoff公司的BK3000系列）可以構(gòu)成一個(gè)靈活的配電控制系統(tǒng)，尤其在I/O層面上相當(dāng)靈活,，可以滿足配電控制系統(tǒng)的一般要求和大部分應(yīng)用場合,。
（2）隨著IEC61158的通過,，各種總線之間的互聯(lián)將成為趨勢,，Profibus的下一步將會(huì)是和各總線在優(yōu)各個(gè)層面上互聯(lián),。因此，它的發(fā)展會(huì)以本文介紹的兩種方法進(jìn)行：①和異種總線用同關(guān)連接,，AS一I,。②向智能子站（Beckhoff公司的BK3000系）方向發(fā)展。