摘要：现场总线是安装在生产过程区域的现场设备／仪表与控制室内的自动控制装置／系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线，它位于生产控制和网络结构的底层，亦称为底层控制网络。它与工厂现场设备直接连接，一方面将现场测量控制设备互联为通信网络，实现不同网段、不同现场通信设备的信息共享；另一方面又将现场运行的各种信号传到远离现场的控制室，并进一步与操作终端、上层控制管理网络连接和信息共享。即可以将一个现场设备的运行参数、状态以及故障信息等送往控制室，又可将各种控制、维护、组态命令甚至现场设备的工作电源等送往各相关的
关键字：Profibus；现场总线；低压电器
现场总线是安装在生产过程区域的现场设备／仪表与控制室内的自动控制装置／系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线，它位于生产控制和网络结构的底层，亦称为底层控制网络。它与工厂现场设备直接连接，一方面将现场测量控制设备互联为通信网络，实现不同网段、不同现场通信设备的信息共享；另
1 Profibus总线技术
Profbus是一种不依赖厂家的开放式现场总线标准，采用Profibus的标准系统后，不同厂商所生产的设备不需要对其接口进行特别调整就可通信。Profibus为多主从结构，可方便地构成集中式、集散式和分布式控制系统。针对不同的应用场合，它分为三个系列：（1）Profibus－DP用于传感器和执行器级的高速数据传输，它以德国标准DIN1924的第一部分为基础，根据其所需要达到的目标对通信功能加以扩充，DP的传输速率可达12Mb／S，一般构成单主站系统，主站、从站间采用循环数据传送方式工作。
Profibus－DP的设计旨在用于设备级的高速数据传送。中央控制器（PLC／PC）通过高速串行线同分散的现场设备（如 1／O、驱动器、阀门等）进行通信，同这些分散的设备进行数据交换多数是周期性的。
（2）Profibus－PA适用于安全性要求较高的场合。PA具有本质安全特性，其实现了IECll58－2（物理层）规定的通信的规程。
Profibus－PA的过程自动化解决方案中PA将自动化系统和过程控制系统与现场设备（压力温度和液位变送器等）连接起来，代替了4－20mA模拟信号传输技术，节约成本，并大大提高了系统功能和安全可靠性，因此PA尤其适用于化工、石油、冶金等行业的过程自动化控制系统。
（3）Profibus－FMS旨在解决车间级通用性通信任务。FMS提供大量的通信服务，用以完成以中等传输速度进行的循环交换，因此它考虑的主要是系统功能而不是系统响应时间，应用中通常要求的是随机的信息交换（如改变设定多数等）。强有力的FMS服务向人们提供了广泛的应用范围和更大的灵活性，可用于大范围和复杂的通信系统。
Profibus协议的结构定问是根据iso7498国际标准以开放式系统互联网络（osi）作为参考模型的。
Profibus－DP使用第一层、第二层和用户接口。这种结构确保了数据传输的快速和有效进行，直接数据链路映象（DDLM）为用户接口提供第二层功能映象，用户接口规定了用户系统以及不同设备可以调用的应用功能，并详细说明了各种不同Profibus－DP设备的设备行为。
Profibus－PA使用Prfibus－DP的基本功能传送测量值和状态，并用扩展的Profibus－DP功能来制定现场设备的参数和进行设备操作。另外它使用了描述现场设备行为的PA行规，根据 IECI 158－2标准，这种传输技术可确保其本征安全性并使现场设备通过总线供电。
Profibus－FMS对第一、第二和第七层均加以定义，其中应用层包括了现场总线信息规格（Fieldbus Message Specification，FMS）和低层接口（Lower interface，LLI）。FMS向用户提供了广泛的通信服务功能，LLI则向FMS提供了不依赖设备访问第二层（现场总线数据链路层）的能力，第二层主要完成总线访问控制和保持数据的可靠性。
PMS服务是ISO9506 MMS（Manufacturing Message Speci
fication，加工制造信息规范）服务项目的子集，这些服务项目在现场总线应用中被优化，而且还加上了通信目标和网络管理功能。Profibus－DP和Profibus－FMS系统使用了同样的传输技术和统一的总线访问协议，因而这两套系统可在同一电缆上同时操作。
2 在低压电器行业中的应用
典型的AS-INTERFACE和PROFIBUS应用如图所示
（1）智能化断路器 3WN6通过 Profibus－DP网关（DP／3WN6接口单元）与 Profibus－DP相连接，从而与上位机S7－300PLC通信。通过这种方法，控制信号和3WN6外围的有用数据可以通过一根简单的两芯电缆或光纤电缆与具有Profibus－DP控制能力的自动化级进行传输，对控制系统而言也就省去了不必要的常规的数据电缆布线。DP／3WN6接口单元组装于一个可安装的标准安装导轨上70mm宽的紧凑外壳之中。单元可以并排安装，甚至垂直安装，彼此之间无需任何安装空间。DP／3WN6的九芯SUB－D插座连接。DP／3WN6接口是与3WN6断路器点对点连接的。Profibu
总线上有用的数据：①模拟量测量值，如相电流、接地故障电流、功率因数。②事件信息，如脱扣类型、欠负荷、相不平衡。③操作状态，如开或关、处于试验位置、合问就绪。④组态数据，如额定工作电流、短路电流、故障保护参数。⑤诊断数据，如上次脱扣电流值、前15min峰值电流。遥控操作，合问或分闸、其他的接口。
（2）AS司总线通过DP／AS－I接口单元（网关）与Profibus－DP相连，从而使AS--I的有用数据可以通过Profibus－DP与自动化系统进行交换。
AS司是一种适用于双工线的执行器和传感器的现场型网络系统，它通过两根电缆进行传输，数据信号和电源共载于双工线上，可以具有任意的拓扑配置，以满足不同的应用场合，最多允许31个站点或从属设备与ASJ相连接，而一个ASJ应用模块可与至多四个标准的双工线传感器和执行器连接，这样ASJ一共提供了124个传感器和124个执行器的最大配置。
接口单元组装于一个可安装在标准安装导轨上的70mm紧凑外壳之中。单元可以并排安装，也可以垂直安装，彼此之间无需任何安装空间。接口单元的DP主控机的格式化软件盘上能够为设备提供特殊设置的设备主控文件（GSD）来格式化。在SIMATIC SS中，格式化是通过COM Profibus完成的。对SIMATIC S7而言，Profibus。－DP格式化是STEP7所集成的一部分。
DP的地址是通过一只编码开关而实现的。其波特率是自动设定的。与相连接的AS＊从属设备的数目无关，一个16字节的输人（PAA）的地址空间总在 PLC当中储存。Profibus和AS－Interface的接口是被连续地监视的，其状态是经两只发光二极管（红色和绿色）来显示的。第三只发光二极管用来显示共可用性。“通电”以后，当前的AS一互组态就定义了。如果连接了AS－I从属设备，已定义的数据总线的组态（LES——已识别的从属设备列表）就变为连接处的总线组态（LA——激活的从属设备列表）。如果没有从属设备可识别，就没有连接外的组态被列人主控机的清单中。随后所识别的从属设备直到RESET按钮按下后才能被接受或激活。
Profibus－DP为主干线人AS一I总线通过DP／AS—互耦合器接人Profibus－DP系统。AS司总线上可以连接各种执行器、传感器，Profibus—DP通过S7－300对总线上的智能化设备进行组态、参数化等工作。通过Beckhoff公司的BK3000／BK3010／BK3100／BK3110与Profibus-DP连接。Beckhoff公司的BK3000系列采用一个386EX芯片作为内核，并且支持同Profibus－DP有连接，BK300
0系列的实质是一个输人／输出数据的收集站，它可以起到AS河网关的作用，但由于其采用386EX芯片作为内核，其功能和使用均比AS－I网关要灵活。BK3000是作为ProfibSS系统中DP－FMS的从站设备的，它包括总线连接插头、地址编码接口和64个I／O等。BK3000和BK3 100支持对所有总线终端的操作，对模拟量输人／输出也一样，通过使用KS200配置，可以对模拟／复合总线终端进行调整，以适应各种特殊的应用场合，总线终端也可以通过PLC和PC机对其进行操作控制，Becoff公司提供GSD文件，支持对总线终端的组态工作。3 结论
（1）Profibus、AS一I、智能子站（Beckhoff公司的BK3000系列）可以构成一个灵活的配电控制系统，尤其在I／O层面上相当灵活，可以满足配电控制系统的一般要求和大部分应用场合。
（2）随着IEC61158的通过，各种总线之间的互联将成为趋势，Profibus的下一步将会是和各总线在优各个层面上互联。因此，它的发展会以本文介绍的两种方法进行：①和异种总线用同关连接，AS一I。②向智能子站（Beckhoff公司的BK300
