第6章PROFIBUS-PA

ｐａ ｔ ｅ ｉ ｅ ｐ ｕ ｄ ｄ ｓ ｌ．Ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｐ ｎ ｉｌ ｐ ｏｏ ｐ ｆ Ａ ｉ ｔ ｆｃ ａｄ ａ ｃ ｓｅ ｈ ｅ ｂ ｓ ｓｓｅ ｔｒｕ ｈ Ｄ Ｐ ｏ ｐｅ ｏ ｒｃｉ ｓ ｘ ｏ ｎ ｅ ｉ ｙ ｈ ｅ ｅ ｅ ｒ ｃｐｅ ｒｔｔ ｅ ｏ ｎ ｅ ａ ｅ ｃ ｒ ｅ ｅ ｓ ｓｔｅ ｆ ｌ ｕ ｙ ｔ ｃ ｍｐ ｏ ｉ ｙ Ｐ ｒ ｉ ｄ ｍ ｈ ｇ Ｗ Ａ ｃ ｕ ｌｒｔ ｏ
Ｐｏｂ ｓ自问世 以来 ， ｒｆ ｕ ｉ 一直 在不 断地发 展与 完善。
物理层协 议 ； Ｆ是 一 种 高成 本 的 现场 总线 ；ｒｆ ｕ— Ｆ Ｐｏｂ ｓ ｉ
Ｐ Ａ总线系统将过程控制 系统与现 场设备 （ 如压力 、 温 度和液 位变送器等 ） 连接起来 ， 代替 了 ４—２ Ａ模 拟 ０ｍ
信号传输技 术 ， 用 于过程控 制 的 Ｐ 应 Ａ仪 表是现 场 总
线控 制系统 中的关键设备 ， 有着很大的市场需求 。
１ Ｐ 产 品开 发 的关键技 术 Ａ
１１ 采用 Ｉ Ｃ １５ ２传输技术 ． Ｅ ６ １８－
图 １ 曼彻 斯 特 编 码 波 形 图
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Ｐ ｏ ｂ ｓ Ａ现场仪表接 口开发与应用 张永德 ， ｒｆ ｕ － ｉ Ｐ 等
ＰｏｂｓＰ ｒ ｕ．Ａ现场仪表接 口开发 与应 用 ｉ ｆ
Ｔ ｅ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔａ ｄ Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｒ ｆ ｕ — Ａ ａ ｅ ｉｌ Ｉｓ ｒ ｎ ｎ ｅ ｆｃ ｈ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｐｉ ｔ ｆＰ ｏ ｉ ｓ Ｐ Ｂ ｓ ｄ Ｆｅｄ ｔｕ ｃ ｏ ｂ ｎ ｍｅ ｔＩｔ ｒ ｅ ａ

压力（差压）、温度变送器技术文本
一、差压变送器、压力变送器技术参数 1. 输入测量范围 -100% - +100% URL（连续可调） 2. HART 变送器（通讯代码：H） 输出信号 4-20mA 叠加 HART 信号 输出信号极限：Imin=3.6mA,Imax=22.8mA 可组态 负载 R<=(Us-10.5V)/Imax 千欧 Imax=20-22.8mA 可组态 Us=电源电压 最大电源电压：45VDC 最小电源电压：10.5VDC 数字通讯最小负载> 250 欧 3.PROFIBUS-PA 现场总线变送器（通讯代码：P） 传输技术：IEC 61158-2 电源：9VDC-32VDC 基本电流：10mA 传输速率：31.25kbit/s 组态: 支持 FDT/DTM 文件 4. 特性： 线性、平方根、本机调整、具有 30 个参考点的自由编程、诊断功能、仿真功能 5. 精确度 参比条件： 最大量程，起始值 0kPa 温度：25 C 相对湿度：65% 大气压力：1031mbar(101.3kPa) 精 度: 0.075% 重复性： 0.01% 回 差： 0.04% 预热时间：<5s 响应时间：0.2 秒 附加的可调节时间常数 0-100 秒 长期漂移：0.15%/5 年 环境温度影响： 温度影响 （-10 C ～ +60 C） 对零点量程总影响 0.18% 温度系数（-40C～-10C 和 60C～80 C） 对零点量程总影响 0.25%/10C 6. 环境条件 工作环境温度：-40 C - +85 C 相对湿度：年平均<95%
防护等级：IP67 7. 电 磁 兼 容 性 （ EMC ） 符合中国电磁兼容标准 GB/T 17626.2-1998 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3-1998 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.4-1998 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群 抗扰度试验 8. 材 料 测量膜盒：316L 不锈钢 隔离膜片：316L O 型圈：丁腈橡胶 接头、过程法兰：316L 不锈钢 螺母及螺栓：碳钢 45 灌充液：硅油 变送器外壳/表盖：具有环氧树脂涂层的铝合金. 9. 操作 自带的就地按钮单元用于外部调节零、满，可设置写保护。就地按扭没有经壳体的物理连 接。带液晶表头后，变送器可用就地按扭组态如下内容：加压/不加压时的零满、阻尼、 零点调整、固定电流（仿真）、故障时输出电流、写保护、线性或平方根、平方根切除点、 显示变量（mA、%或压力）、压力单位等。 远距离通讯的操作支持。 通讯协议： HART 和 PROFIBUS-PA。 二、温度变送器技术参数 1. 输入信号 支持多类型传感器热电阻、热电偶、电阻式传感器和毫伏传感器。 2. HART 变送器（通讯代码：H） 输出信号 4-20mA 叠加 HART 信号 输出信号极限：Imin=3.6mA,Imax=22.8mA 可组态 负载 R<=(Us-10.5V)/Imax 千欧 Imax=20-22.8mA 可组态 Us=电源电压 最大电源电压：45VDC 最小电源电压：10.5VDC 数字通讯最小负载> 250 欧 3. PROFIBUS-PA 现场总线变送器（通讯代码：P） 传输技术：IEC 61158-2 电源：9VDC-32VDC 基本电流：10mA 传输速率：31.25kbit/s 组态: 支持 FDT/DTM 文件 4. 特性：

PROFIBUS-PA总线系统结构及其接口模块设计徐春玲1,2凌志浩1（华东理工大学自动化系1，上海 200237；上海新侨职业技术学院2，上海 200237）摘要：分析了PROFIBUS-PA的系统结构，讨论了支持PROFIBUS-PA的接口模块设计的合适方案，介绍了变送器的PROFIBUS-PA接口电路设计、SPC4芯片的应用、双口RAM的应用以及对数据存取须注意事项，叙述了PROFIBUS-PA接口的通信过程和相关软件的设计方法。

关键词：本质安全接口模块协议芯片0 引言在石油化工等生产过程中，生产现场及周围环境往往有各种各样的易燃易爆物质，当各种类型的电动仪表处于这种应用场合时，必须考虑安全防爆问题，因此产生了本质安全的概念，其本质是限制到达危险区域的电能和热能的程度，使那些导致爆炸发生的能量因素(如温升、火花、电弧)不会产生，因而起到防护作用，这也顺应了减少能耗、降低成本的要求，尤其适合于仪表与自控设备，在使用中可以进行带电维护和接线。

本文通过对PROFIBUS-PA 总体结构的分析，给出运用嵌入式系统和专用协议芯片来设计PROFIBUS-PA接口模块的方法，介绍有关芯片选择及具体实现过程，探讨其中的软、硬件设计问题和需要注意的问题。

1 PROFIBUS-PA总体结构PROFIBUS-PA访问方式有令牌协议（有源主站）、轮询方式（无源从站）两种。

非本安与本安总线系统方案遵循同样规则；现场设备可按总线型（如图1）、树型或混合型等拓扑结构进行连接。

在危险区设备可进行带电操作（测量和校正）和拔插；耗电量较大设备（四线制）可通过单独现场电源供电；低功耗的现场设备（压力或温度变送器）由两线制总线供电，并传送数字信号。

Controller：控制器 Exi：本安型Coupler：耦合器F：现场设备PS：电源Ｔ：终端电阻图1 PROFIBUS—PA总线结构（本安型）本安型总线的电源PS可以是带本安输出的电源或带有隔离器的非本安电源。

1 引言 1.1 关于PROFIBUS-PA
PROFIBUS-PA适用于过程自动化的总线类型，服从 IEC1158-2标准。主要用于面向过程自动化系统中单元级 和现场级通信。PA将自动化系统和过程控制系统与压力、 湿度和液位变送器等现场设备连接起来，PA可用来替代 4-20mA的模拟技术。
PROFIBUS-PA不仅可用于冶金、造纸、烟草、污水处 理、建材生产等一般工业领域，也可用于带有本安防护要 求的石化化工爆炸危险区。非本安和本安型总线系统方案 遵循同样的规则。现场设备可按照不同的拓扑结构进行连 接并由总线供电。在危险区运行时这些设备可进行带电操 作和插拔。耗电量较大的设备如四线制设备可通过单独的 现场电源供电。
2 PROFIBUS-PA的网络拓扑结构
PROFIBUS-PA的网络拓扑结构可以有多种形式，可以 实现树形、线型或组合结构。 2.1 树形拓扑
树型结构如图1所示。树型结构总线是典型的现场安装 技术，用双芯电缆代替多芯电缆。现场分配器负责连接现 场设备与主干总线。采用树型结构，所有连接在现场总线 上的设备通过现场分配器进行并行切换。
68 │PROCESS MANUFACTURING│流程制造
浅析PROFIBUS-PA网络拓扑结构及配置方式
Analysis of PROFIBUS-PA Network Topology and Configuration
• 山东钢铁集团莱芜分公司能源动力厂 周志敏 Zhou Zhimin
摘 要：本文在简介了PROFIBUS-PA特性的基础上，重点阐述了PROFIBUS-PA的网络拓扑结构 及PROFIBUS-PA配置方式等内容。 关键词：特性 结构 配置 Abstract: On the basis of introducing the characteristics of PROFIBUS-PA, this paper focuses on the network topology and configuration of PROFIBUS-PA. Key words: Characteristic Structure Configuration 【中图分类号】TG385.2+2 【文献标识码】B 文章编号1606-5123（2019）05-0068-03

PROFIBUS-PA
PROFIBUS 的优势
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
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
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协议特点
• 数据最大长度244字节，典型长度120字节 • 介质、距离、站点数取决于信号特性 • 传输距离取决于网络拓扑和总线长度 • 报文完整性，海明距离（HD）=4 • 地址定义范围为0-127 • 1类主站、2类主站、从站。每网段最多32个设备，中继器
扩展最多126个设备。 • 数据传输服务有两类
从站：通信上从属于1类主站管理，提供I/O数据的 现场设备。例如驱动器、传感器、执行机构等带有 PROFIBUS接口的I/O现场设备都可以作为从站。
站1
.....
站n
终端
终端
➢ 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。
RS485
RS485-IS
光纤
通过附加线可 通过附加线可 通过混合线
用
用
可用
本质安全 无 EEXia/ib
本质安全
无
EEXib
ห้องสมุดไป่ตู้
带终端器的 线型和树型 拓扑，组合 器
带终端器的线 型拓扑
带终端器的线 型拓扑
典型的星形 和环形拓扑 ，也可以线 型
6.1 PROFIBUS概述
• Process Fieldbus的缩写，是一种国际化、开放式、不依 赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动 化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他领域自动 化；

通过设计、施工、调试和日常维护来分析Profibus-PA具有以下优势：1、节约施工调试时间传统的变送器都要求经过一次调校和回路联校的过程，而且在回路联校过程中花费更多的时间，因为有校验装置满现场移动和存在接线错误的可能，对PROFIBUS-PA变送器只需要在系统没有安装前进行一次调校，变送器接上后根据地址自动寻址，下装即可，不存在接错线的情况，因为PROFIBUS现场总线是根据地址寻址的，而不是简单的物理连接对应。

对于阀门的调校更是方便，在PRM（工厂仪表设备资源管理系统）或AMS（设备管理软件）上阀门可以进行自动校验，在主控室可以完成所有的工作，包括阀门的实际反馈状态一目了然。

这样使可以为整个工程节约大量的时间和费用。

2、开阔的控制视野传统的DCS只能看到控制器部分的信息，即使采用HRAT智能仪表也只能看见有限的信息，而采用PROFIBUS总线技术的FCS可以看到现场的基层的信息。

PROFIBUS总线的仪表信息非常丰富，如变送器和阀门一般有60多个参数是PROFIBUS-PA行规所规定的，例如：所有的变送器都有2个AI输入，一个是过程变量，另外一个是变送器的温度，变送器的环境温度非常重要，如果在寒冷的冬天变送器需要保温，如果发现变送器温度变低，可以及时发现伴热是否有问题，及早的处理事故隐患。

在生产过程中，对于传统阀门的实际开度操作人员只有根据操作参数或派人到现场查看，间接判断阀门的实际的开度，要得到阀门的准确开度只有增加阀位变送器（需要增加投资），而使用PROFIBUS总线阀门定位器可以准确的反馈阀门的实际开度，操作人员在操作站上看到任何阀门的实际开度，可以提高控制精度并及时发现问题，例如：操作人员发现有阀门报警，输出命令到70%以上后阀门只开到65%，不再开大，即可到现场查看阀门的手轮是否限位，是否有卡涩。

3、强大的自诊断功能PROFIBUS现场总线最大的优势就是强大的自诊断功能，现场总线的AMS或PRM对现场总线仪表上传丰富的信息进行管理，网络上传输的信号有过程变量、测量控制的状态、故障诊断、阀门开关的动作次数等，通过这些信息可以指导维修人员更有效地对现场仪表进行维护，如根据阀门的开度情况，就可以判断阀门的开度有回滞现象，有可能是填料太紧或阀杆有摩擦（有杂物等）原因，逐个排查，通过阀门的动作次数统计可以更好的帮助检修人员判断哪些仪表在有计划停车过程中需要维修，哪些仪表需要准备配件。

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• 5.AS-i总线
• AS-i 代表着执行器、传感器接口。使用两线为设置与输 入传送数据及电源。线圈输出等需使用附加的两芯电缆供 电。AS-i区别于其它工业总线，使用扁平电缆通讯，将连 接齿嵌入电缆。也可使用传统的IP67/、NEMA6 eurofast 连接件。AS-i系统包括一个主站接口，供电电源，最多31 个子站。整个系统长度不能超过100米，但可以自由分布， 没有分支规则和终端。AS-i适合于不需要昂贵总线的小型 网络。当需要简单的主-从总线连接分散的信息和I/O装置，
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• 3.Foundation Fieldbus • Foundation Fieldbus 针对过程自动化而设计，它
是通过数字、串行、双向的通讯方法来连接现场 装置的。Foundation Fieldbus通讯不是简单的数 字4-20mA信号，而是使用复杂的通讯协议，它可 连接能执行简单的闭环算法（如PID）的现场智 能装置。一个通讯段可配置32个现场装置，通讯 速度为每秒31。25kb,每段最大距离为1900米。
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• 6 智能温度变送器
• 西门子智能温度型号为7NG32130NN00；提供温度变送器PA信号。 SITRANS TH400 温度传送器是一个安装在 B 型接线盒中的小型现场 总线变送器。其功能广泛，能够精确地适应设备的需要。尽管设定选 项很多，但操作却非常简单。由于其采用了通用性的设计，所以能够 应用于各工业领域，并且很容易在全集成自动化应用中集成。 SITRANS TH400 在温度传感器中的安装使他们变成完整的总线测量 点，并且形成紧凑的单个装置。
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2.Profibus-DP的物理层
2.2

RS-485可以实现点对点 通信，也可进行广播式 通信。 RS-485只对接口的电气 特性做出了规定，不涉 及连接器、信号功能、 引脚分配或协议，用户 可在此基础上建立自己 的高层通信协议。 RS-485更适合于多台计 算机或微处理机的设备 之间的远距离数据通信。 RS-485在远距离传输或 工作环境有干扰时，应 在RS-485的始端和末端 加入终端匹配电阻和驱 动保护电路，以减少终 端反射和削弱干扰信号
传输导线的主要性能参数
4.Profibus数据链路层

现场总线数据链路层(FDL)负责媒体访问控制(MAC)、数据安全性、传输协 议和各种报文的处理。
1.Profibus媒体访问控制(MAC)
Profibus总线主要应用于制造工业自动化和过程工业自动化。协议中的MAC 设计旨在满足下列四个基本要求：
3.Profibus-PA物理层
3.2 前导码
IEC61158.2 的几种附加编码 表示传输信号的开始，采用特殊的8位数字信号:10101010,如上图所示。接 收器利用前导码的信号，使其内部时钟与正在接收的现场总线信号同步。
3.3 帧前定界码和帧结束码
帧前定界码。表示协议数据的起点，长度为8个时钟周期,其中N+、N在整个时钟周期保持高电平或低电平，即时钟周期的中间不存在跳变。 接收端一旦发现帧前变开始接收数据。 帧结束码。同帧前定界码一样存在特殊的N+、N-，作为帧结束码信号。

Profibus-PA物理层符合IEC61158.2物理层规范，而数据链路层与 FMS、DP一样，只是增加了与IEC61158.2标准的接口。
只有FMS定义应用层，目的是为用户提供多种通信服务。

２ ２ ＤＰ ３ ． Ｃ １与 单 片 机 接 口 电 路
ｐｅｓ ｒ ｒｎ ｍｉｅ ａ ｅｉｎ ｄａ ｄｄ ｖｌｐ ｄ ｒｓｕ ｅｔ ｓ ｔ ｒｗ ｓｄ ｓｇ ｅ ｎ ｅ ｅｏ ｅ ．ＡＴ ｇ １ ８ ｏｌｃｅ ｈ ｒｓｕｅｓｇ ａ ａａｔａ ａ ｋ ｇｄ ｂ ａ ｔ ｍｅ ａ ２ Ｌ ｃ ｌ ｔｄｔｅｐｅｓ ｒ ｉｎ ｌ ｔ ｈ ｔ ｃ ａ ｅ ｙ ｅ ｄ ｐ
所示 。
总 线
分 离 出 电源 信号 的同时还 从总 线上 分离 出报 文信 息 信 号 。ＳＭ１ 通 过 Ｔ Ｓ Ｔ Ｅ、 Ｘ 、 Ｘ 与 Ｉ － ２ Ｘ 、Ｘ Ｒ Ｓ Ｒ Ａ Ｄ Ｃ １串行 接 口对 应 的 引 脚相 连 ， Ｐ３ 两者 之 间的 连 接 不采 用光 耦 。为测 试该信 息 报文信 号 的传输 是
Ｓ ｆ ｎｔ ｌｉ ｅ ｒ ｎｔａ ｅ ｓ ｒ ａ ｍ ｉｔ ｒ ａ ｅ Ｉ ｅ ｌ ｎｔＤｉ ｇ ｅ ｉ ｌＰｒ ｓ ｕ ｅ Ｔｒ ｎｓ ｔｅ
Ｌ ＡＮＧ ａ ｌ Ｔ ｏ， ＸＩ Ａ０ ａ Ｘｉ ｏ ＳＵＮ ｘ Ｈｅ ｕ
（ ｃ ｏ ｌ ｆＣ ｎｒｌＳ ｉｎ ｅａ ｄＥｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｔｏ ｃｅ ｃ ｎ ｇｎ ｅｉ ，Ｈｅ ｅ ｎｖ ｒｉ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｔ ａ ｊ ０ １ ０，Ｃ ｉａ ｏ ｎ ｂ ｉＵ ｉｅｓ ｙ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉｎｉ ３ ０ ３ ｔ ｎ ｈｎ ）
低 压 电器 （０ １ ｏ １ ） ２ １ Ｎ ．８
・ 场总线与网络通信 ・ 现
安 全 型 智 能 差 压 变 送 器 Ｐ ｏ ｂ ｓＰ 通 信 接 口 的 设 计 米 ｒ ｆ ｕ ・Ａ ｉ
梁 涛 ， 肖 骁 ， 孙 鹤旭
（ 河北工 业大 学 控 制科 学与 工程 学 院，天 津

、
连铸配水 对控制 系统的要求
１ 坯 连 铸 的控 制 系 统 。 板
以马 鞍 山 钢铁 股 份 有 限 公 司第 四钢 轧 总厂 １ 铸机 连
一
流 １个 扇形 段 为例 。该扇 形段 区 域有４ 个 控 制 回路 。 ９ １ 足
辊 有２ 个控 制 回路 。 一段 有３ 控制 回路 ， 个 二段 有６ 控 制 回 个 路 。段 到 １段 每段 有２ 控制 回路 ，４ 到 １ 段 共４ 控制 ３ ３ 个 １段 ６ 个 回路 。７ 到ｌ 段 共４ 控制 回路 。 据连 铸 板坯 凝 固传热 １段 ９ 个 根 数 学模 型 ， 我们 制定 了板 坯 目标 表 面温 度 曲线 后 ， 为使 铸 坯 表面 温度分 布 与 目标 温度 分 布相 符 ， 各个 冷却 区就有 相 应 的冷 却水量 。 由于 板坯各 冷 却 回路之 间复 杂 的耦 合关 但 系 。 个 回路 水 量发 生 波 动 ， 会影 响 其 后 控 制 回路 的水 一 就 量 。为 了 弥补 一个 回路控 制 水量 的变 化 对 铸 坯质 量 的影 响。 因此 采用 带温 度补 偿 的控制 方案 。 该方 案 的控 制原 理 是 ： 首先 ， 取 二 次冷 却 区冷 却 段 选 各段 的最 后一个 温 度点 作为 跟踪 的温 度控 制点 。 一定 的浇 注温 度 和拉速 下 。 某 一 时刻ｔ△ 为 了补 偿 或 减 弱 由 于前 在 ＋ｔ
送 到第 ｉｌ冷 却 段 ＋
图 １ 带 温度 反馈 的控 制 系统 原理 图
中 计 ２ ７ ５ 国 量 ０． ７ ０２
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技 术篇 Ｔ Ｃ Ｎ ＯＧ Ｅ ＴＯＮ Ｅ Ｈ ＯＬ Ｙ Ｓ Ｃ Ｉ
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科Ｔ霎 － ＿ Ｓ‘ ＿ Ｅ与 践 研 实■ Ｃ

profibusdp与pa区别讲解profibusdp与pa区别讲解dp/pa:通信速率：一个是高度；一个是低速；dp：设备一级的，高速数据传输；profibusdp和pa的差别在物理层。

它们都能从现场设备存取相同的数据。

profibusdp可以直接整合到simaticplc，但你必须使用耦合器（coupler)才能将profibus pa转换成profibus dp信号。

profibusdp提供最高12mbit/s(mag6000andmass6000只支持1.5mbit/s)的通信速率，但profibuspa只有一个固定的通信速率31,25kbit/s.profibuspa可应用于本安等防爆场合，但profibus dp不能profibus-dp：用于设备级控制系统与分散式i/o的通信。

它的设计旨在用于设备一级的高速数据传送。

profibus-pa：专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本质安全规范。

profibusdp和pa在应用方面的区别，大家解释的非常清楚，下面是它们在物理层方面的区别：（1）dp采用rs485电气标准，两根电缆仅传输数据，不能供电；pa采用iec1158-2mbp-is标准，两根电缆除了传输数据外，还可以为仪表供电；（2）传输速率方面，dp可以是9.6k、19.2k、45.45k、93.75k、187.5k、1.5m、3m、6m、12m；pa只能为31.25k；（3）编码方面，dp为nrz,即不归零编码；pa为manchester，即曼彻斯特编码；（4）数据格式方面，dp为基于字符的异步传输方式，每个字符包括11位，即1个起始位、8个数据位、1个停止位和1个奇偶校验位；pa为基于帧的同步传输方式，每次发送一个数据帧；（5）数据校验方面，dp为1bit的奇偶校验；pa为16bit的crc校验；。

• 两类PROFIBUS-PA行规定义 • PROFIBUS-PA行规
现场总线技术
PROFIBUS-PA行规确保互换性和 互操作性
现场总线技术
两类PROFIBUS-PA行规定义
现场总线技术
PA 设备行规中的信号链
PA 设备行规定义 不同类别过程设备的 所有功能和参数，是 典型的用于从过程传 感器信号直到在控制 系统中与测量值状态 一起被读出的预处理 过程值的信号流。
• 链接器有它自己内在的智能，它把与MBP总线 段连接的所有现场设备映象为RS485总线段中
的单个从站。当使用链接器时，对RS485总线 段中使用的传输速率没有限制，所以使用MBP 连接的现场设备也可以实现快速网络。
现场总线技术
现场总线技术
现场总线技术
PROFIBUS-PA设备行规
• PROFIBUS-PA行规确保互换性和互操 作性
现场总线技术
PROFIBUS－PA的组态
现场总线技术
PROFIBUS－PA的组态
现场总线技术
PROFIBUS－PA的组态
现场总线技术
PROFIBUS－PA的组态
现场总线技术
PROFIBUS－PA的成份
现场总线技术
段耦合器和链接器
• 段耦合器是一个信号转换器，它把RS485信号
调制成MBP信号电平，反之亦然。从总线协议 的观点看这些是透明的。
• 确定最大总线长度的原则，要充分计算所连接的现场 设备的功率需求、指定供电装置以及所选电缆类型的 总线长度。所需电流（=∑功率需求）包括连接在各个 总线段中现场设备的基本电流之和以及为每个总线段 预留的9 mA，此预留的电流是用于FDE(Fault Disconnection Equipment)的运行电流。FDE 预防有故障的设备长久地中 断总线。

│55《智慧工厂》Smart factoryFebruary 2018浅析PROFIBUS-PA的基本原理及特性Basic Principles and Characteristics of PROFIBUS-PA• 山东钢铁集团莱芜分公司能源动力厂 周志敏 Zhou Zhimin摘 要：本文在简介了PROFIBUS-PA 基本原理的基础上，重点阐述了FISCO 模型（现场总线本安型概念）、使用FISCO 模型的基本要求及PROFIBUS-PA 的特性等内容。

关键词：原理 模型 特性Abstract: On the basis of introducing the basic principle of PROFIBUS-PA, this paper focuses on the FISCO model (the concept of Fieldbus intrinsic safety), the basic requirements of using FISCO model and the characteristics of PROFIBUS-PA.Key words: Principle Model Characteristics【中图分类号】TP27【文献标识码】B 文章编号1606-5123（2019）02-0055-031 引言PROFIBUS-PA 是遵从IEC61158国际标准的工业现场总线。

PROFIBUS-PA 广泛用于制造业、流程工业、物流管理、楼宇自动化等众多领域的开放式现场工业总线。

PROFIBUS-PA 从本质上讲它是一种计算机局域网络，只是由于它用在工业环境中，从使用器件的可靠性和对现场数据传输的要求上才与办公局域网有所不同。

2 PROFIBUS-PA原理简述PROFIBUS-PA 是一种用于分散式自控系统和现场设备之间的通信系统。

PROFIBUS-PA 是在PROFIBUS-DP 的基础上通过优化、扩展而来，增加了PA 行规以及相应的传输技术，使PROFIBUS 能更好地满足各种过程控制的要求，主要用于化工等对安全性要求高的场合，通信采用扩展的PROFIBUS-DP 协议。

Profibus介绍一、Profibus概念PROFIBUS是一种国际化．开放式．不依赖于设备生产商的现场总线标准。

PROFIBUS传送速度可在9.6kbaud~12Mbaud范围内选择且当总线系统启动时，所有连接到总线上的装置应该被设成相同的速度。

广泛适用于制造业自动化．流程工业自动化和楼宇．交通电力等其他领域自动化。

PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。

可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS－DP （Decentralized Periphery）．PROFIBUS－PA （ProcessAutomation ）．PROFIBUS-FMS(Fieldbus Message Specification )。

主要使用主-从方式，通常周期性地与传动装置进行数据交换。

1）PROFIBUS–DP: 是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I／O的通信。

使用PROFIBUS－DP可取代办24VDC或4－20mA信号传输2）PORFIBUS－PA：专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本征安全规范。

3）PROFIBUS－FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。

二、PROFIBUS协议结构PROFIBUS协议结构是根据ISO7498国际标准，以开放式系统互联网络（Open SystemInterconnection-OSI）作为参考模型的。

该模型共有七层。

（1）PROFIBUS－DP：定义了第一．二层和用户接口。

第三到七层未加描述。

用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能，并详细说明了各种不同PROFIBUS－DP设备的设备行为。

（2）PROFIBUS－FMS：定义了第一．二．七层，应用层包括现场总线信息规范（Fieldbus Message Specification - FMS）和低层接口(Lower Layer Interface －LLI)。