Profibus總線是德國國家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。由Profibus-DP、Profibus-FMS、Profibus-PA組成，Profibus-DP型用于分散外設(shè)簡單高速數(shù)據(jù)傳輸，適合于加工自動化領(lǐng)域的應(yīng)用。Profibus-FMS為現(xiàn)場信息規(guī)范，適用于紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關(guān)等。Profibus-PA用于過程自動化的總線類型：它遵循IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)。
Profibus是唯一全集成H1(過程)和H2(工廠自動化)的現(xiàn)場總線解決方案，是一種國際化的、不依賴于設(shè)備制造商的開放式現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。它廣泛應(yīng)用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化、樓宇自動化以及交通、電力等其他自動化領(lǐng)域。采用Profibus標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，不同制造商所生產(chǎn)的設(shè)備不需對其接口進(jìn)行特別調(diào)整就可通信，Profibus可用于高速并對時間有苛刻要求的數(shù)據(jù)傳輸，也可用于大范圍的復(fù)雜通信場合。
1、Profibus總線特點
Profibus作為業(yè)界最成功、應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線技術(shù)，除具有一般現(xiàn)場總線的一切優(yōu)點外，還有許多自身的特點，具體表現(xiàn)如下：
①最大傳輸信息長度為255字節(jié)，最大數(shù)據(jù)長度為244字節(jié)，典型長度為120字節(jié)。
②網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇榫€型、樹型或總線型，兩端帶有有源的總線終端電阻。
③傳輸速率取決于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜涂偩€長度，從9.6kbps到12Mbps不等。
④站點數(shù)量取決于信號特性，如使用屏蔽雙絞線，每段可以接入32個站點(無轉(zhuǎn)發(fā)器)，最多可以接入127個站點(帶轉(zhuǎn)發(fā)器)。
⑤傳輸介質(zhì)為屏蔽/非屏蔽式光纜。
⑥當(dāng)用雙絞線時，傳輸距離最長可達(dá)9.6km，用光纜時最大傳輸長度為90km。
⑦Profibus-DP和Profibus-FMS的傳輸技術(shù)為RS485方式、Profibus-PA遵守IEC1158-2傳輸標(biāo)準(zhǔn)和光纜傳輸。
⑧采用單一的總線訪問協(xié)議，包括主站之間的令牌傳遞方式和主站與從站之間的主從方式。
⑨數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)包括循環(huán)和非循環(huán)兩類。
Profibus總線的突出特點是可使分散式數(shù)字化控制器從現(xiàn)場層到車間級實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，該系統(tǒng)分為主站和從站兩種類型。主站決定總線的數(shù)據(jù)通信，當(dāng)主站得到總線控制權(quán)(令牌)后，即使沒有外界請求也可以主動傳送信息。從站為外圍設(shè)備，典型的從站包括輸入/輸出設(shè)備、控制器、驅(qū)動器和測量變送器。它們沒有總線控制權(quán)，僅對接收到的信息給予確認(rèn)或當(dāng)主站發(fā)出請求時向主站發(fā)送信息。根據(jù)應(yīng)用的特點，Profibus分為Profibus-DP、Profibus-FMS和Profibus-PA三個兼容版本。
2、Profibus的三個版本
①Profibus-DP
Profibus-DP使用OSI參考模型的第1層、第2層和用戶接口層，第3層到第7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?，直接?shù)據(jù)鏈路映(DDLM，DirectDataLinkMapper)提供易于進(jìn)人第2層的用戶接口。用戶接口規(guī)定了用戶和系統(tǒng)之間，以及不同設(shè)備可以相互調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細(xì)說明了各種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)或光纜。
②Profibu-FMS
Profibus-FMS主要用來解決車間級通用性通信任務(wù)，提供大量的通信服務(wù)，完成中等速度的循環(huán)和非循環(huán)通信任務(wù)，主要用于紡織工業(yè)、樓宇自動化、運動控制、低壓開關(guān)設(shè)備等自動控制系統(tǒng)，一般構(gòu)成實時多主網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。Profibus-FMS定義了OSI參考模型的第1層、第2層和第7層，應(yīng)用層包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范(FMS，F(xiàn)ieldbus Message Specification)和低層接口(LLI，Lower Layer Interface)。FMS包括了應(yīng)用協(xié)議，并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通信服務(wù)；LLI協(xié)調(diào)了不同的通信關(guān)系，并向FMS提供不依賴于設(shè)備訪問第2層的功能。第2層現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路(FDL)可完成總線訪問控制和數(shù)據(jù)的可靠傳輸，它還為Profibus-FMS提供了RS-485傳輸技術(shù)或光纜傳輸兩種方式。
③Profibus-PA
Profibus-PA是專為過程自動化而設(shè)計的，提供標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)安全傳輸技術(shù)，用于對安全性要求較高的場合和使用總線供電的站點。Profibus-PA將自動化系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)與壓力、溫度和液位變送器等現(xiàn)場設(shè)備連接起來，代替了4-20mA模擬信號傳輸技術(shù)，在現(xiàn)場設(shè)備的規(guī)劃、敷設(shè)電纜、調(diào)試、運行和維護(hù)等方面可節(jié)約成本40%以上，并大大提高了系統(tǒng)功能和安全可靠性，一般與Profibus-FMS和Profibus-DP混合使用。
Profibus-PA數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的Profibus-DP協(xié)議，還使用了描述現(xiàn)場設(shè)備行為的行規(guī)。根據(jù)IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)，這種傳輸技術(shù)可確保其本質(zhì)安全性并實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備通過總線供電的功能、在使用分段式耦合器的情況下，Profibus-PA設(shè)備能很方便地集成到Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)。
Profibus-PA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，因此這兩套系統(tǒng)可在同一根電纜上同時操作。
3、Profibus的應(yīng)用
Profibus作為工業(yè)界最具代表作的現(xiàn)場總線技術(shù)，應(yīng)用領(lǐng)域豐常廣泛。它既適用于工業(yè)自動化中離散加工過程，也適用于流程自動化中連續(xù)和批處理過程，而且隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)出進(jìn)一步擴(kuò)大之勢。目前具體的應(yīng)用領(lǐng)域主要在以下幾個方面：
①制造業(yè)自動化-如汽車制造(機(jī)器人、裝配線、沖壓線)、造紙、紡織等。
②過程控制自動化-如石化、制藥、水泥生產(chǎn)、食品生產(chǎn)、啤酒生產(chǎn)等。
③電力-發(fā)電、輸配電等。
④樓宇-空調(diào)控制、風(fēng)機(jī)控制、照明控制等。
⑤鐵路系統(tǒng)-信號系統(tǒng)等。
另外，Profibus現(xiàn)場總線在冶金、交通、水利、水處理等自動化領(lǐng)域中也得到了應(yīng)用。
