1.PROFIBUS的结构
PROFIBUS是过程现场总线（Process Field Bus）的缩写，主要用于制造自动化、过程自动化，以及交通、楼宇控制及电力等领域的自动化，实现现场级的分散控制和车间级或工厂级的集中监控。
PROFIBUS是当今较为流行的现场总线技术之一，1989年批准为德国标准DIN19245。经应用完善后，于1996年6月批准为欧洲现场总线标准EN50170 V.2。根据IEC达成的关于现场总线国际标准的妥协方案，PROFIBUS标准于1999年已成为国际现场总线标准IEC 61158的一个组成部分，2001年被批准成为我国工业自动化领域行业标准中惟一的现场总线标准。
PROFIBUS技术目前在离散制造业和过程自动化领域占据主导地位，在楼宇自控技术领域也有较多的应用。
PROFIBUS由PA、DP和FMS 3个部分组成：PA主要应用于过程自动化，适合于本征安全的场合；DP的特点在于它的高速、廉价，专为现场级分散IO节点设计；FMS主要为车间级通信任务提供大量的通信服务。PROFIBUS系统的PA、DP和FMS 3个部分彼此兼容。PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery，分散型外围设备）系专门为过程控制系统与分散的外围设备之间高速数据信息交换而设计的。其传输介质为双绞线或光纤连接的RS-485传输制式，波特率为9.6～12Mbit／s，系统构成成本低，高速可靠；PROFIBUS-PA（Process Automation，过程自动化）专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构连在一根总线上，并有本征安全规范；PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification，现场总线信息规范）用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络。
PROFIBUS系统结构如图1-13所示。
PROFIBUS总线可承担现场、控制、监控三级通信。PROFIBUS现场总线网络有FMS、DP、PA 3种协议方式，一个很大的优势在于这3种PROFIBUS系列网络可以进行灵活的配置，可根据不同的应用对象灵活地选取不同的总线。PROFIBUS-DP是一种高速低成本通信网络，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DC 24V或4～20mA信号传输。
为高速传输用户数据而优化的FROFIBUS-DP总线，适合用于PLC与现场分散外设间的通信，可被实时性和可靠性要求高的楼宇自控系统采用。在有些场合，采用工业级的PLC作为控制器代替使用广泛的DDC，可以减少系统的从站而提高系统的可靠性。
图1-13 PROFIBUS系统结构
2.PROFIBUS通信参考模型
PROFIBUS通信参考模型如图1-14所示。
图1-14 PROFIBUS通信参考模型
3.总线存取技术
PROFIBUS的3种通信协议类型（DP、PA、FMS）均使用一致的总线存取控制机制，并通过数据链路层（第2层）来实现。PROFIBUS采用混合的总线存取控制机制来控制数据传输。在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。
（1）令牌传送方式
一个PROFIBUS系统由3个主站和7个从站组成，如图1-15所示。3个主站之间确定了一个逻辑令牌环，在令牌环中，主站按照地址的升序一个接一个地进行逻辑排列，特殊的令牌帧在各主站之间顺序传递，以此赋予各主站与从站间通信的权利。在总线初始化和启动阶段，通过辨认主站来建立令牌环，主站的令牌保持时间长短取决于逻辑环路内令牌的循环时间。
在PROFIBUS的令牌环通信机制中，主站按照地址的顺序构成一个循环顺序，形成了一个封闭逻辑令牌环，所以最高地址的主站后接着的是最低地址的主站。本地主站（TS）负责管理令牌，TS从先行站（PS）获得令牌处理完数据后，再传递给后继站（NS）。
主站间通信采用令牌环控制的媒体访问控制（MAC）方式，所有的主站构成一个逻辑令牌环，确保在任何时刻只有一个主站点发送数据。拥有令牌的主站可与从站通信，向从站发送或索取信息。
图1-15 主站和从站从设备进行通信的原理
（2）主从机制
图1-15所示系统中的主站分别通过PROFIBUS总线与其相连的从站构成主从系统。获得令牌并拥有通信权的当前主站有权发送信息、存取指定给它的从站设备。这些从站是被动节点，主站可以发送信息给从站或从从站获取信息。
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