现场总线技术及其在天然气贮配站自控系统中的应用

的一部分（EN50170V.1）。1997年组建国际P-NET用户组织，现有企业会员近百家，总部设在丹麦的Siekeborg，并在德国、英国、葡萄牙和加拿大等地设有地区性组织分部。

　　P-NET现场总线在欧洲及北美地区得到广泛应用，其中包括石油化工、能源、交通、轻工、建材、环保工程和制造业等应用领域
。
（四）如何选择现场总线技术

1．现状

　　现场总线技术问世初期，人们有一个良好的愿望，即制定一部国际自动化行业统一使用的现场总线技术标准，这样，所有现场设备都可以方便实现互连。经过十多年的努力，却出现了一个令人们失望的结果，即1999年12月IEC61158（TS），通过决议，将8种国际上现存的现场总线标准，合并到IEC61158（TS）文本中，做为国际现场总线标准。人们没有得到期望的统一的现场总线标准。

　　面对现实，多数现场总线技术专家认为：由于自动化技术涉及的应用领域广泛、对控制性能要求各不相同，差异很大，另一方面，现场设备种类繁多，涉及的技术规范和标准繁杂；因此，希望使用一种现场总线标准覆盖所有自动化行业的应用是不现实的；多种总线技术并存的状况将维持相当一段时间。

2．如何选择

面对多种总线技术并存，用户如何选择呢？

1）技术指标：一些敏感的技术指标，如传输介质（电缆、光纤、无线）、数据传输速率、实时性、总线控制方式及功能（主从、多主、令牌、广播、同步）。

2）行业：现场总线技术在其特定行业中具有明显优势；如LONWORKS在楼宇自动化、CAN在车辆及船舶系统、PROFIBUS在制造业、FF在化工流程行业等。

3）业绩：现场总线在行业中的应用业绩。

二．PROFIBUS现场总线标准

（一）概貌

1.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。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。

2.PROFIBUS由三个兼容部分组成，即
PROFIBUS-DP（DecentralizedPeriphery）
PROFIBUS-PA（ProcessAutomation）
PROFIBUS-FMS
（FieldbusMessageSpecification）

3.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24VDC或4－20mA信号传输。

4.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。

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

6.PROFIBUS是一种用于工厂自动化中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通信，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。

7.与其它现场总线系统相比，PROFIBUS的最大优点在于具有稳定的国际标准EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。目前已应用的领域包括加工制造．过程控制和自动化等。PROFIBUS开放性和不依赖于厂商的设想，已在10多万成功应用中得以实现。市场调查确认，在德国和欧洲市场中PROFIBUS占开放性工业现场总线系统的市场超过40％。PROFIBUS有国际著名自动化技术装备的生产厂商支持，它们都具有各自的技术优势并能提供广泛的、优质的新产品和技术服务。

（二）基本特性

1．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（OpenSystemInterconnection-SIO）作为参考模型的，该模型共有七层。（注：第一层为物理层，第二层为数据链路层，第三－六层未使用，第七层为应用层。）

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（FieldbusMessageSpecification-FMS）和低层接口（LowerLayerInterface－LLI）。FMS包括了应用协议并向用户提供了可广泛选用的强有力的通信服务。LLI协调不同的通信关系并提供不依赖设备的第二层访问接口。

3）PROFIBUS－PA：PA的数据传输采用扩展的PROFIBUS－DP协议。另外，PA还描述了现场设备行为的PA行规。根据IEC1158－2标准，PA的传输技术可确保其本征安全性，而且可通过总线给现场设备供电。使用连接器可在DP上扩展PA网络。

2．传输技术

PROFIBUS提供了三种数据传输类型：
1）用于DP和FMS的RS485传输。
2）用于PA的IEC1158－2传输。
3）光纤[next]

（三）PROFIBUS控制系统的几种配置形式

1.现场级

1）总线接口型：现场设备不具备PROFIBUS接口，采用分散式I／O作为总线接口与现设备连接。这种形式在应用现场总线技术初期容易