关于PROFIbus总线
（１） 三种PROFIBUS(DP．FMS．PA)均使用一致的总线存取协议。该协议是通过OSI参
考模型第二层（数据链路层）来实现的。它包括了保证数据可靠性技术及传输协议和报文处
理。
（２） 在PROFIBUS中，第二层称之为现场总线数据链路层（Fieldbus Data Link - FDL）。
介质存取控制（Medium Access Control - MAC）具体控制数据传输的程序，MAC必须确保
在任何一个时刻只有一个站点发送数据。
（３） PROFIBUS协议的设计要满足介质控制的两个基本要求：
①． 在复杂的自动化系统（主站）间的通信，必须保证在确切限定的时间间隔中，任
何一个站点要有足够的时间来完成通信任务。
②． 在复杂的程序控制器和简单的I/O设备（从站）间通信，应尽可能快速又简单地
完成数据的实时传输。
因此，PROFIBUS总线存取协议，主站之间采用令牌传送方式，主站与从站之间采用主
从方式。
（４） 令牌传递程序保证每个主站在一个确切规定的时间内得到总线存取权（令牌）。
在PROFIBUS中，令牌传递仅在各主站之间进行。
（５） 主站得到总线存取令牌时可与从站通信。每个主站均可向从站发送或读取信息。
因此，可能有以下三种系统配置：
① ．纯主－从系统
②．纯主－主系统
③．混合系统
（６） 以一个由３个主站．７个从站构成的PROFIBUS系统为例。３个主站之间构成
令牌逻辑环。当某主站得到令牌报文后，该主站可在一定时间内执行主站工作。在这段时间
内，它可依照主－从通讯关系表与所有从站通信，也可依照主－主通讯关系表与所有主站通
信。
（７） 在总线系统初建时，主站介质存取控制MAC的任务是制定总线上的站点分配
并建立逻辑环。在总线运行期间，断电或损坏的主站必须从环中排除，新上电的主站必须加
入逻辑环。
（８） 第二层的另一重要工作任务是保证数据的可靠性。PROFIBUS第二层的数据结
现场总线系统FF与Profibus的比较
一、 FF与Profibus的共同点
1． 低速总线都符合IEC/ISA的物理层协议
2． 都能实现总线供电和本安防爆，可用于危险场所。
3． 都得到有用户和制造商组成个国际组织的支持。
4． 都是用数字信号代替4-20MA DC信号。
5． 都能实现多点挂接，以节约电缆和相关成本。
二、 FF与Profibus性能比较
Profibus FF
物理层 IEC1158-2 IEC1158-2
通讯速率 31.25Kb/s 31.25Kb/s
总线供电 可以 可以
利用现有电缆 可以 可以
本安防爆 可以 可以
链路层 802.4令牌 专门设计
点对点通讯 可以 可以
网络时间同步 不可 可以
周期性数据 主站呼叫 定时发送
应用层 延伸到DP FMS
功能块 有限 用户任意开发
功能块标准化 无 有
DD功能 无 有
系统管理 无 有
工位号检索 无 有
网络地址指定 无 有
防止地址重复 无 有
功能块定时执行 无 有
仪表状态信息 无 有
控制功能分散到现场 无 有
三、 FF与Profibus优点比较
Profibus FF
节约起动成本 可以 可以
设备认证 有 有
自诊断和维护设备 有限 有
现场设备远方组态 有限 有
现场设备远方校验 无 有
用户选择设备的自由度 有限 有
多台上位机 影响扫描周期 不影响
四、 FF与Profibus差别
1． 能否将控制功能分散到现场设备
FF- 采用出版者/订户的通信模式，使不同制造厂的现场设备间可以通信、交换数据并共同工作在一个网络上。网络上定时向通信、交换数据并共同工作在一个网络上。 网络上定时向所有的设备广播时间，保证网络上所有的设备时间同步，从而使功能块能按精确的时间间隔和顺序执行，并能精确报警，所以，FF可在现场设备中完 成控制功能。
Profibus-采用主从通信模式，所有的通信都要通过上位主站，因此，现场设备之间通信很困难。不具备系统管理和时间同步功能。因此，不能在现场设备中完成控制功能。
CAN总线和PROFIBUS总线
CAN总线和PROFIBUS总线
现场总线是应用在生产现场与微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点通信的系统也称为开放式．全数字化．多点通信的底层控制网络。
①现场总线的定义： 现场总线是用于现场仪表与控制室之间的一种“全数字化，双向．多变量，多点多站的通信系统”其本质含义表现在以下六个方面：现场通信网络、现场设备互连、互操作性、分散功能模块和开放式互连网络
②现场总线的优点： 实现了全数字化通信，不同厂家产品互操作；实现了真正的分布式控制(分散式控制)：可以传送多个过程变量的同时可将仪表标识符和简单诊断信息一并传送，可以产生最先进的现场仪表，多变量变送器；提高了测试精度；增强了系统的自治性。
③几种有影响的现场总线技术Lonworks也叫LON(Locai
Operating Network)是一种得到广泛应用的现场总线，由美国Echelon公司推出它采用了ISQ／OSI模型的全部七层通讯协议，采用面的对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设计，在智能建筑中得到广泛的应用；CAN(Control Area Network控制局域网)由德国BOSCH公司推出用于汽车内部测量与执行部门之间的数据通信。国内在三表系统及楼宇自控系统中得到应用。
PROFIBUS：是德国国家标准DINl9245和欧洲标准EN50170的现场总线标准，DP型用于分散外设间的高速数据传输适合于加工自动化领域的应用。
现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有 力的技术支持。CAN(Controller Area
Network)属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较 之目前许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言, 基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性： 首先, CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构
1 现场总线概述
现场总线控制系统技术是20 世纪80 年代中期在国际上发展起来的一种崭新的工业控制技术。现场总线控制系统（FCS）的出现引起了传统的PLC和DCS控制系统基本结构的革命性变化。现场总线系统技术极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量，使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。更重要的是从原来的面向设备选择控制和通信设备转变成为基于网络选择设备。尤其是20世纪90 年代现场总线控制系统技术逐渐进入中国以来，结合Internet 和Intranet 的迅猛发展，现场总线控制系统技术越来越显示出其传统控制系统无可替代的优越性。现场总线控制系统技术已成为工业控制领域中的一个热点。
1 现场总线的发展
计算机控制系统的早期，采用一台小型机控制几十条控制回路，目的是降低每条回路的成本。但由于计算机的故障将导致所有控制回路失效，所以后来发展成分布式控制（DCS），即由多台微机进行数据采集和控制，微机间用局域网（LAN）连接起来成为一个统一系统。DCS沿用了二十多年，其优点和缺点均充分显露。最主要的问题仍然是可靠性：一台微机坏了，该微机管辖下的所有功能都失效；一块AD板上的模/数转换器坏了，该板上的所有通道（8或16个）全部失效。曾有过采用双机双I/O等冗余设计，但这又增加了成本，增加了系统的复杂性。为了克服系统可靠性、成本和复杂性之间的矛盾，更为了适应广大用户要求的系统开放性、互操作性要求，实现控制系统的网络化，一种新型控制技术──现场总线控制系统（FCS）正迅速发展起来。
1.1 什么是现场总线
从名词定义来讲，现场总线是用于现场电器、现场仪表及现场设备与控制室主机系统之间的一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统。而现场总线标准规定某个控制系统中一定数量的现场设备之间如何交换数据。数据的传输介质可以是电线电缆、光缆、电话线、无线电等等。
通俗地讲，现场总线是用在现场的总线技术。传统控制系统的接线方式是一种并联接线方式，从PLC控制各个电器元件，对应每一个元件有一个I/O口，两者之间需用两根线进行连接，作为控制和/或电源。当PLC所控制的电器元件数量达到数十个甚至数百个时，整个系统的接线就显得十分复杂，容易搞错，施工和维护都十分不便。为此，人们考虑怎样把那么多的导线合并到一起，用一根导线来连接所有设备，所有的数据和信号都在这根线上流通，同时设备之间的控制和通信可任意设置。因而这根线自然而然地称为了总线，就如计算机内部的总线概念一样。由于控制对象都在工矿现场，不同于计算机通常用于室内，所以这种总线被称为现场的总线，简称现场总线。 2
