PROFIBUS现场总线9页
(SIMENS)PROFIBUS 现场总线
PROFIBUS现场总线
A&D Region East Customer Support
CONTENT
1 Profibus简介 简介 2 用于 用于PC/PG的Profibus 网卡 的 3 用于 用于PLC S7 200/300/400的Profibus网卡 的 网卡 4 Profibus现场总线网络连接设备 Profibus现场总线网络连接设备 5 总线安装、布线和故障诊断 总线安装、
Automation and Drives and Drives Automation China 2005 Automation and Drives
PROFIBUS现场总线－简介
A&D Region East Customer Support
PROFIBUS 网络的构成 PROFIBUS 主站 一类主站，必需 主站(一类主站 必需) 一类主站， SIMATIC PLC ,SIMATIC WinAC 控制器 支持主站功能的通讯处理器 ,IE/PB 链路模块 ET 200S/ET 200X 的主站模块 PROFIBUS 从站 ET200 系列分布式I/O 支持DP 接口的传动装置 DP 支持从站功能的通讯处理器 其它支持DP 接口的输入、输出或智能设备 PROFIBUS 网络部件 通信介质-电缆 总线部件-总线连接器、中继器、耦合器、链路 网络转接器-串行通信、以太网、AS-i、EIB系统 人机界面设备(二类主站 可选) 二类主站， 人机界面设备 二类主站，可选 TP/OP 设备 经由通讯处理器连接到网络的计算机及编程设备 工程及诊断工具 网络配置、诊断工具 、剥线工具
《PROFIBUS总线》课件
楼宇自动化
Profibus用于智能建筑和楼宇自动化系统，实现 照明、空调、安防等系统的集中控制和管理。
PART 02
Profibus总线的工作原 理
REPORTING
数据传输方式
串行通信
Profibus总线采用串行通信方式，数 据在总线上按位传输，按顺序排列。
Profibus总线技术将不断完善行业标准与规范，促进 技术的普及和应用。
详细描述
为了推动Profibus总线技术的普及和应用，相关的行 业标准和规范将不断完善，以确保技术的可靠性和互 操作性，同时也有助于技术的推广和交流。
THANKS
感谢观看
REPORTING
异步传输
Profibus总线采用异步传输方式，数 据传输速率可变，不受时钟信号控制 。
通信协议
主从结构
Profibus总线采用主从通信协议，主设备发起通信请求，从设备响应请求并发送数据。
寻址机制
Profibus总线采用寻址机制，主设备通过地址码选择从设备进行通信。
总线拓扑结构
线形结构
Profibus总线可以采用线形结构，设备串 联在总线上，首尾设备可连接至总线。
应用领域的拓展
总结词
Profibus总线技术的应用领域将不断拓展，从传统的制 造业向其他行业延伸。
详细描述
随着技术的进步和应用需求的增长，Profibus总线技术 的应用领域将不再局限于传统的制造业，而是向能源、 环保、城市管理等领域拓展，实现更广泛的自动化控制 和数据交互。
行业标准与规范
总结词
VS
树形结构
Profibus总线也可以采用树形结构，设备 并联在总线上，分支可连接至总线。
Profibus现场总线
PROFIBUS简介
PROFIBUS是Process Fieldbus的缩写，是面向工厂自动化和流程自动化的 一种国际性的现场总线标准。
PROFIBUS被广泛的应用于制造自动化、过程自动化、楼宇自动化、交通管 理自动化、电子工业和电力输送等行业。
PROFIBUS技术的发展经历了如下过程:
因此，可以毫不夸张地说，采用PROFIBUS 现场总线的一 代过程控制系统必将成为保证电厂安全可靠运行的生力军
谢谢！
智能站间的通信
PROFIBUS的总线存取控制机制
一、概述
1、基本特性 • DP、FMS、PA等3种均使用一致的总线存取协议。 • 数据链路层(Fieldbus Data Link，FDL) ：保证数据可靠性技术、传输 协议和报文处理。 • 介质存取控制(Medium access controI,MAC)具体控制数据传输程序， 确保任何时刻只有一个站点发送数据。 2、PROFIBUS协议满足介质控制的2个基本要求： 1)复杂系统(主站)间的通信，须保证限定时间间隔中，任一个站点要有 足够时间完成通信任务。
为解决车间级通用性通讯任务、提供大量通讯服务、完成 中等传输速率的环与非循环通讯任务而设计的
• PROFIBUS-PA（Progress Automation 过程自动化）
专门为过程自动化而设计的
PROFIBUS通பைடு நூலகம்模型
PROFIBUS通讯模型
• PROFIBUS通信模型参照了ISO/OSI参考模型的第1层 （物理层）和第2层（数据链路层），其中FMS还采
PROFIBUS的三个子集：
• PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery 分散外 围设备）
PROFIBUS 现场总线
PROFIBUS 现场总线一、PROFIBUS 现场总线概述PROFIBUS (Process Fieldbus的缩写)是一种国际化的、开放的、不依赖于设备生产商的现场总线标准。
它广泛应用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他自动化领域。
二、PROFIBUS的通信模型PROFIBUS通信模型参照了ISO/OSI参考模型的第1层（物理层）和第2层（数据链路层），其中FMS还采用了第7层（应用层）,另外增加了用户层。
PROFIBUS－DP和PROFIBUS－FMS的第1层和第2层相同，PROFIBUS-FMS有第7层，PROFIBUS－DP无第7层。
PROFIBUS－PA有第1层和第2层，但与DP/FMS有区别，无第7层。
PROFIBUS通信模型三、协议通信方法PROFIBUS提供了三种通信协议类型：DP、FMS和PA。
1、PROFIBUS－DPPROFIBUS－DP通信协议定义了第1层、第2层和用户接口层，未定义第3层到第7层，这种精简的结构确保了数据传输的高速有效。
直接数据链路映象（DDLM，direct data link mapper）提供了访问第2层的用户接口，用户接口规定了用户和系统以及各类设备可以调用的应用功能，并描述了各种设备的设备行为。
物理层采用RS—485传输技术或光纤传输技术。
DP协议的用户层包括DP基本功能、DP扩展功能和DP行规。
2、PROFIBUS－FMSPROFIBUS－FMS通信协议定义了第1层、第2层和第7层，第7层又分为现场总线报文规范（FMS，fieldbus message specification）和低层接口（LLI，lower layer interface）。
FMS包括了应用协议并向用户提供通信服务。
LLI协调不同的通信关系，并向FMS提供不依赖于设备的对第2层的访问接口。
第2层现场总线数据链路（FDL，fieldbus data link）用于完成总线访问控制及保证数据的可靠性。
PROFIBUS现场总线
RS-485总线段的结构
VP（6）
390Ohm
390Ohm
总线终端 电阻开关
220Ohm
220Ohm
390Ohm
……
390Ohm
DGND（5） 站点数 Max：32个
连接PROFIBUS电缆
1. 传输序列 半双工、异步、无间隙同步 NRZ（不归零）编码 1个字符祯 = 1个起始位、8个数据位、1个奇偶校验
PROFIBUS第1层的另一种类型是通过光纤导体中光的 传输来传送数据。
站与站之间的距离最大到15km。 用玻璃或塑料纤维制成的光纤电缆。 玻璃光纤能处理的连接距离达到15km，而塑料光纤
只能达到80m（最新的塑料光纤能达到900m）。 距离较远或电磁干扰较大时使用。
4.2.3 光纤传输技术（用于DP和FMS） 1.总线导线 塑料纤维光纤，一般在百米以下使用 玻璃纤维光纤，一般在千米以下使用
光纤总线终端） 一个不带集成纤维光缆接头的PROFIBUS站或
一个RS-485段可以通过OBT连接到一个光纤电 路。
4.3 PROFIBUS的总线存取控制机制
PROFIBUS(DP、FMS、PA)均使用一致的总线存取协 议，通过模型的第2层来实现。
数据链路层(Fieldbus Data Link，FDL) ：保证数 据可靠性技术、传输协议和报文处理。
PROFIBUS-PA的数据传输
4.2.2 用于PA的IEC61158-2传输技术 2. 传输电缆 采用屏蔽/非屏蔽双绞线 4种电缆类型 总线长度：200-1900米
3. PA的总线连接
4. 拓扑结构
Profibus-PA的网络拓扑 树型、总线型和混合型
PROFIBUS现场总线介绍
PROFIBUS现场总线介绍
1.灵活性：PROFIBUS总线可以适用于各种不同的应用领域，包括制
造业、过程工业和建筑自动化等。
它可以连接多种类型的设备，如传感器、执行器、变频器等，灵活适配不同的现场设备。
2. 实时性：PROFIBUS总线的通信速度可以达到12 Mbps，能够满足
实时控制和数据传输的需求。
它具有低延迟和高响应性，适用于需要快速
响应的应用场景。
3.可靠性：PROFIBUS总线采用了差分传输技术和冗余机制，可以有
效抵抗干扰和噪声，提高通信的可靠性和稳定性。
它还具有故障检测和诊
断功能，可以及时发现和排除故障，保证系统的稳定运行。
4.易于集成：PROFIBUS总线可以轻松集成到现有的控制系统中，同
时也支持与其他通信网络的互连。
它提供了标准的数据交换和通信协议，
方便各种设备之间的互联和数据共享。
5.可扩展性：PROFIBUS总线可以支持多达126个从站设备，同时也
支持多个主站的配置。
这使得它能够适应不同规模和复杂度的现场自动化
系统，方便系统的扩展和升级。
在现场总线系统中，PROFIBUS总线还有两种主要的变种，即PROFIBUSDP和PROFIBUSPA。
总的来说，PROFIBUS是一种功能强大、性能优越的现场总线系统，
能够提供可靠的数据传输和实时控制功能。
它广泛应用于各种工业自动化
和过程控制领域，在提高生产效率和降低成本方面发挥了重要作用。
PROFIBUS现场总线
4.2 PROFIBUS-DP的通信协议
一、 PROFIBUS-DP的物理层（RS-485） 1. 拓扑结构 （1）总线型拓扑结构
4.2 PROFIBUS-DP的通信协议
总线终端器
4.2 PROFIBUS-DP的通信协议
（2）树型拓扑结构
4.2 PROFIBUS-DP的通信协议
2. 电特性 v 将NRZ位编码与RS-485信号结合； v PROFIBUS-DP需要总线终端器 ； v 支持9.6kbps、19.2 kbps 、93.75 kbps 、187.5
（4）软件编程 控制要求： v 触摸屏中启动按钮按下时，S7-300 PLC控制 RTU数字量输出为ON，触摸屏中指示灯点亮； v 触摸屏中停止按钮按下时， S7-300 PLC控制 RTU数字量输出为OFF，触摸屏中指示灯熄灭； v 触摸屏中I/O域输入给定值时，S7-300 PLC控制 RTU模拟量输出变化，触摸屏中输出值I/O域值 也跟随变化。
工业控制网络
第4章 PROFIBUS现场总线
4.1 PROFIBUS概述 4.2 PROFIBUS-DP的通信协议 4.3 PROFIBUS-DP设备简介 4.4 PROFIBUS-DP系统
4.1 PROFIBUS概述
一、PROFIBUS简介
4.1 PROFIBUS概述
二、PROFIBUS的通信参考模型
4.4 PROFIBUS-DP系统
PLC梯形图程序
3. S7-300 PLC的存储区
4.3 PROFIBUS-DP设备简介
二、远程I/O 远程IO是为了解决远距信号传递而发展起
来的区别于集中式控制的一种I/O系统。 1．西门子ET200M 模块化设计，兼容S7-300 I/O模块。
PROFIBUS现场总线
PROFIBUS现场总线摘要：现场总线技术是20世纪90年代兴起的一种集控制技术、仪表技术和计算机网络技术为一体的先进的工业控制技术。
这其中PROFIBUS现场总线是目前较为流行的五种现场总线中较为有仪表性的一种。
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、过程控制和楼宇自动化等。
PROFIBUS的开放性和不依赖于厂商的通信设想，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份额超过40%。
一、现场总线1.1 现场总线的产生背景随着控制、计算机、通讯、网络等技术的发展，信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次、覆盖从工段、车间、工厂、企业乃至世界各地的市场。
信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的深刻变革，现场总线就是在这种形式下发展起来的新技术。
20世纪50年代至今，工业过程控制仪表一只采用4-20mA的标准信号。
20世纪60年代，测控系统一般采用直接数字式控制系统。
20世纪70年代，数字式计算机被映入到测控系统中，此时的计算机提供的是集中式控制处理。
20世纪80年代，微处理器被嵌入到各种仪器设备中，而形成了分布式控制系统(DCS)，这种分布式控制系统经历了若干发展阶段，从集散控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FCS)到智能控制、维护、管理集成系统(ICMMS)，控制单元日益智能化，控制的方式日益走向多智能控制单元的协同工作模式。
由于各种现场总线技术的相继出现，人们对传统的模拟仪表和控制系统要求变革的呼声越来越高，现场总线为引入智能现场仪表提供了一个开放平台。
基于现场总线的分布式控制系统(FieldbusControlSystem,FCS)是在传统的分布式控制系统(DistributedControlSystem,DCS)的基础之上发展起来的，顺应了自动控制系统发展的潮流。
第4章 PROFIBUS现场总线
10/67
第4章
PROFIBUS现场总线
4.2.2 PROFIBUS-FMS的协议结构
PROFIBUS-FMS使用了第1层、第2层和第7层。应用层（第7层 ）包括FMS（现场总线报文规范）和LLI（低层接口）。 FMS处理单元级（PLC和PC）的数据通信。功能强大的FMS服 务可在广泛的应用领域内使用，并为解决复杂通信任务提供了 很大的灵活性。
1．传输技术 由于DP与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根电缆上同时操作。RS-485 传输是PROFIBUS最常用的一种传输技术，这种技术通常称之为 H2，采用的电缆是屏蔽双绞线。RS-485传输技术的基本特征有 ： （1）网络拓扑：线性总线，两端有有源的总线终端电阻； （2）传输速率：9.6kbps~12Mbps； （3）介质：屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件 （EMC）； （4）站点数：每段32个站（不带中继），可多到127个站（ 带中继）； （5）插头连接：最好使用9针D型插头。
7/67
第4章
PROFIBUS现场总线
工厂管理系统 工厂管理级 总线循环 时间 <1 000 ms PC 网关 车间级 总线循环 时间 <100 ms PC PLC PLS PROFIBUS-FMS CNC MMS,TCP/IP Backbone
4.1 PROFIBUS概述
现场级 总线循环 时间 <10 ms 现场 设备
2/67
第4章
PROFIBUS现场总线
4.1 PROFIBUS概述
PROFIBUS-PA是PROFIBUS的过程自动化解决方案，PA将自动 化系统和过程控制系统与现场设备，如压力、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，在现场设 备的规划、敷设电缆、调试、投入运行和维修等方面可节约成 本40%之多，并大大提高了系统功能和安全可靠性，因此PA尤 其适用于石油、化工、冶金等行业的过程自动化控制系统。 PROFIBUS-FMS：它的设计是旨在解决车间一级通用性通信任 务，FMS提供大量的通信服务，用以完成以中等传输速率进行 的循环和非循环的通信任务。 为了满足苛刻的实时要求，PROFIBUS协议具有如下特点：
第六章 PROFIBUS现场总线资料
PROFIBUS-DP---它的设计宗旨是在用于设备 一级的高速数据传输。
➢ 在这一级，中央控制器（如PLC/PC）通过 高速串行线同分散的现场设备（如I/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 （Process Automation ，过程自 动化）：对于安全性要求较高的场合，制定了 PROFIBUS-PA协议，PA具有本质安全特性，它实 现了IEC1158-2规定的通信规程。
➢ 主站与从站之间用主——从方式（如果只有一台主 站，则不需要令牌传输。这是一个单主站---多从站 的系统）。
➢ 最小的系统配置由一个主站和一个从站或两个主站 组成。
（12）数据传输服务有两类： ➢ 非循环的：
有/无应答要求的发送数据； 有应答要求的发送和请求数据。
➢ 循环的（轮询）：
有应答要求的发送和请求数据。
（5）其他功能是可选的，如口令保护方法等。 （6）网络拓扑是总线形，两端带终端器或不带终端
器。
（7）介质、距离、站点数取决于信号特性， 如对屏蔽双绞线，单段长度小于或等于1.2km，
不带中继器，每段32个站点。 网络规模：
双绞线，最大长度9.6km； 光纤，最大长度90km；最大站数，127个
（8）传输速率取决于网络拓扑和总线长度，从 9.6kbps到12Mbps不等。
PROFIBUS提供了三种通信协议类型：DP、FMS和 PA。
PROFIBUS总线
6.2.1 PROFIBUS-DP
PROFIBUS-DP使用了第1层、第2层和用户接口层。 第3到7层未使用，这种精简的结构确保高速数据传 输。
直接数据链路映象程序（DDLM）提供对第2层的访 问。
现场总线技术及应用课件：Profibus总线
Profibus总线
能力目标 (1) 掌握PLC和其他设备Profibus DP通信的建立方法。 (2) 掌握Profibus DP通信组态时的易错问题。
Profibus总线
5.1 Profibus总线概述
5.1.1 Profibus总线简介 Profibus是西门子公司的现场总线标准，它是Process
Fieldbus的缩写。目前，它是在国内应用范围最广的现场总 线，尤其是Profibus DP在国内工厂自动化和流程自动化的占 比非常高。Profibus现场总线接线简单，通信速度高，通信 过程稳定，西门子的PLC加上Profibus DP的通信协议几乎是 所有工业现场的首选，再加上后来的Profinet工业以太网协 议，它们都获得了设计人员、操作人员的广泛认可。
Profibus总线
Profibus包含Profibus DP、Profibus FMS和Profibus PA， 以及后来推出的Profidrive、Profisafe、Profinet等，它们囊括 了车间级和现场级的应用层次。
Profibus DP设计用于设备级应用，它主要用于完成PLC、 传感器、执行器(电机、电磁阀等)的通信任务，通信速度最 高可达12 Mb/s。Profibus DP包含了DP V0、DP V1和DP V2 三个版本，是目前国内应用最多的通信协议。本章实验也是 以Profibus DP为例。
Profibus总线
Profibus总线
5.1 Profibus总线概述 5.2 西门子S7-300 PLC与施耐德ATV930变频 器的Profibus DP通信 小结 思考与习题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PROFIBUS现场总线Abstract: PROFIBUS is an international, open and equipment vendor independent standard for field bus communication. It is widely used in manufacturing automation, process industrial automation and buildings, transportation, electricity and other areas of automation. This article focuses on domestic and international developments in PROFIBUS, its technical characteristics, its technical advantages and prospects in automation control area.Keyword: field bus, open control system, PROFIBUS；PROFIBUS-DP；PROFIBUS-PA；PROFIBUS-FMS；IEC61158；EN50170 standard；RS-485 一．概述随着计算机、控制、通信和网络等技术的进步，现场总线在20世纪80年代中期逐渐发展起来。
现场总线是应用在生产现场测量与控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多节点通信的底层控制网络。
PROFIBUS是过程现场总线（ProcessField Bus）的缩写。
德国科学技术部总结了20世纪80年代德国工业界自动控制技术的发展经验，为了适应分散控制系统的发展要求，对各公司自己定义的网络协议加以规范化、公开化，使得不同厂家生产的自动控制设备在网络通信级互相兼容、遵守同一协议，以利于提高工业标准化水平，于1987年列为德国国家项目，由13家大公司（如SIEMENS、ABB、AEG等）及5家研究所经过2年多的时间完成。
1991年，PROFIBUS成为德国国家标准DIN19245,1996年6月成为欧洲标准EN 50170,1999年加入IEC 61158协议。
1985年组建了PROFIBUS国际支持中心；1989年12月建立了PROFIBUS 用户组织（PNO）。
目前在世界各地相继组建了20个地区性的用户组织，企业会员近650家。
1997年7月组建了中国现场总线（PROFIBUS）专业委员会，并筹建现场总线PROFIBUS产品演示及认证的实验室。
PROFIBUS已成为国际化的开放现场总线标准，得到了众多生产厂家的支持，PROFIBUS产品在世界市场上已被普遍接受，市场份额占欧洲首位，年增长率25%。
目前支持PROFIBUS标准的产品超过1500多种，分别来自国际上250多个生产厂家。
在世界范围内已安装运行的PROFIBUS设备已超过200万台，到1998年5月，适用于过程自动化的PROFIBUS-PA仪表设备在19个国家的40个用户厂家投入现场运行。
90年代初，PROFIBUS由西门子引入中国，开始被国内所接受。
由于得到中德两国政府有关部门的支持及西门子的大力推广，PROFIBUS在中国发展势头良好，目前，PROFIBUS在我国已拥有众多用户。
PROFIBUS已成为应用广泛、技术成熟的国际标准现场总线之一，广泛应用于加工制造、过程和楼宇自动化等领域。
PROFIBUS主要应用领域有：制造业自动化：汽车制造（机器人、装配线、冲压线等）、造纸、纺织。
过程控制自动化：石化、制药、水泥、食品、啤酒。
电力：发电、输配电。
楼宇：空调、风机、照明。
铁路交通：信号系统二．技术规范PROFIBUS遵循ISO/OSI模型，其通信模型由三层构成：第一层物理层、第二层数据链路层和第七层应用层。
PROFIBUS由三部分组成，PROFIBUS-FMS(Fieldbus Message Specification,现场总线报文规范)、PROFIBUS-DP(Decentralized Periphery,散型外围设备)、PROFIBUS-PA(Process Automation,过程自动化)。
1．PROFIBUS-FMS此部分是完成控制器与现场器件之间的通信及控制器之间的信息交换。
它提供了大量的通信服务，如现场信息传送、数据库处理、参数设定、下载程序、从机控制和报警等，适用完成以中等传输速度进行较大数据交换的循环和非循环通信任务。
由于它是完成控制器与智能现场设备之间的通信以及控制器间的信息交换，因此它主要考虑系统的功能，而不是系统的响应时间。
FMS提供了叫多种类的通信服务，应用灵活，可用于大范围和复杂的通信系统。
PROFIBUS-FMS定义了第一、二、七层，应用层包括现场总线信息规范（Fieldbus Message Specification-FMS）和低层接口（Lower Layer Interface-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。
PROFIBUS-FMS在使用RS-485时，其通信速率为9.6Kbps-500 Kbps，距离1.6Km-4.8Km，最多可接122个节点，使用FSK(频移链控)时，最多32个节点，距离可达5Km，介质可为双绞线或光缆。
2．PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP是一种优化的通信模块，旨意在解决设备一级的高速数据通信。
在这一级，中央控制器(如PLC/PC)通过高速串行线同分散的现场设备(I/O驱动器、阀门等)进行通信，传输速率可达12Mbit/s。
一般情况下，DP构成主站系统，主站和从站循环的方式进行数据传输;另外，DP的扩展功能也能提供了非循环数据传输的能力。
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。
PROFIBUS-DP:RS-485双绞线或光缆通信速率为9.6kbps-12Mbps;最大距离12Mbps时为100m，1.5Mbps时为200m，可用中继器加大距离，最多站数126个。
3 PROFIBUS-PAPROFIBUS-PA是PROFIBUS过程自动化的解决方案，是PROFIBUS-DP 向现场的延伸，用DP可以将若干PA连接在一个自动化系统中。
它具有本质安全的特性，适用于本征安全要求较高场合和总线供电的站点。
PROFIBUS-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。
PROFIBUS-PA通信速率为31.25kbps，最大距离为≤1.9km，其每一段上可连接的仪表台数≤32台，但决定于所接入总线仪表设备的耗电量和应用的最大总线电流，只要进入总线的电流不超过规定的最大电压值和电流值，就可以保证在危险区域中运行的本质安全。
三．PROFIBUS在控制领域的技术优势1．总线存取协议――实时性PROFIBUS主站之间采用令牌传递方式，主站和从站之间采用主从方式。
令牌传递程序保证每个主站在确定的时间片内得到总线访问权限，主站得到令牌以后，根据主从关系表向从站发送和索取数据信息。
这种介质存取方式确保控制系统需要的实时性。
例如，主频200 MHz的CPU，300个I/O点的扫描周期小于50 ms。
2．系统配置灵活可根据应用对象的控制要求，灵活选择纯主―从系统、纯主―主系统或多主多从的混合系统。
3种系列的PROFIBUS容易集成在一起，DP和FMS使用了同样的传输技术和总线存取协议，因而这2套系统可在一根双绞线上同时操作；PA和DP之间使用分段耦合器能方便地集成在一起。
3．PROFIBUS-PA本质安全特性PROFIBUS-PA支持总线供电。
在一条双绞线上即可实现数据通信和向现场设备供电。
总线的操作电源来自单一供电装置，不再需要绝缘装置和隔离装置，即使在潜在的爆炸区维修、断开、接通现场设备也不会影响总线上的其它节点。
4．PROFIBUS协议硬件实现方便理论上，PROFIBUS协议可在任何带有通用异步收发器UART的微处理器上实现。
但当传输速率高于500Kbit/s时，最好采用专门的PROFIBUS协议芯片实现，提供PROFIBUS协议芯片的厂家有IAM、Motorola、SIEMENS、Delta、SMAR等。
四．PROFIBUS的应用实例以我所在的利港电厂生产过程为例，生产已经全部实现了自动控制和远程监控，运行人员在控制室内可对现场的设备进行状态监控，并且以此来对设备的运行状态进行远程控制。
现在厂里所用的控制系统主要是两种：DCS（Distributed Control System）分散控制系统和PLC（ProgramLogic Control）可编程逻辑控制系统。
由PROFIBUS构成的开放控制系统层次结构如下图所示。
1．现场信号处理层通过PROFIBUS-DP连接生产现场的变送器、执行器、阀门和各种I/O 处理模块。
各个I/O处理模块既可以与中央处理单元、电源等安装在机柜内，也可以分散安装在现场的信号箱内以便节省信号电缆、减少施工费用。
现场信号处理层完成与现场信号的连接，对输入信号进行采集与转换、对输出信号进行限幅等。
现场智能模块具有看门狗定时、多级隔离、自动诊断、输出反馈以及系统故障时输出切换到安全状态等功能。
2．控制层系统控制层由多台现场控制站组成。
控制站由中央处理单元、电源系统和现场总线连接的现场处理单元组成。
系统控制层主要完成各种信号的综合处理（物理转换、报警检查等）、回路的计算和处理、逻辑回路的处理、先进控制算法的执行等。
我们厂主要使用的控制器有ABB公司的N90系统，Westing House厂家生产的Ovation DCD控制系统和GE－Fanuc，西门子，三菱等公司生产的PLC控制系统，根据设备类型及控制要求的不同，采用不同的控制系统对现场设备进行远程监视控制。
所有的控制器和电源及通信线路都采取双路冗余控制，可以随时切换。
3．系统操作层系统操作层通过100 Mbit/s的冗余以太网连接工程师站，操作员站和冗余服务器。
工程师站主要完成数据库、图形、控制算法、报表的组态和事故追忆、变量定义等参数配置组态及组态数据的下载，并完成在线运行监视和管理等功能。