PROFIBUS現(xiàn)場總線及其在開放控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
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2.2.2PROFIBUS的數(shù)據(jù)鏈路層
數(shù)據(jù)鏈路層主要實現(xiàn)介質(zhì)存取控制MAC和數(shù)據(jù)通信服務(wù)功能。MAC保證令牌的按序傳遞，在任意時刻總線上只有一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，避免信息的碰撞延時。數(shù)據(jù)通信服務(wù)提供點對點，點對多點和廣播通信功能，所有電文海明距離等于4，保證數(shù)據(jù)的完整性。
2.2.3PROFIBUS的應(yīng)用層
在DP和PA中沒有應(yīng)用層，只有復(fù)雜場合使用的FMS中有應(yīng)用層。應(yīng)用層由低層接口LLI和現(xiàn)場總線信息規(guī)范FMS 2部分組成，F(xiàn)MS描述通信對象，提供應(yīng)用服務(wù)；LLI主要實現(xiàn)將FMS的服務(wù)映射到數(shù)據(jù)鏈路層，通信連接的建立、監(jiān)視和釋放以及數(shù)據(jù)流控制。
3 PROFIBUS在控制領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢
3.1 總線存取協(xié)議——實時性
PROFIBUS主站之間采用令牌傳遞方式，主站和從站之間采用主從方式。令牌傳遞程序保證每個主站在確定的時間片內(nèi)得到總線訪問權(quán)限，主站得到令牌以后，根據(jù)主從關(guān)系表向從站發(fā)送和索取數(shù)據(jù)信息。這種介質(zhì)存取方式確?？刂葡到y(tǒng)需要的實時性。例如，主頻200 MHz的CPU，300個I/O點的掃描周期小于50 ms。
3.2系統(tǒng)配置靈活
可根據(jù)應(yīng)用對象的控制要求，靈活選擇純主—從系統(tǒng)、純主—主系統(tǒng)或多主多從的混合系統(tǒng)。3種系列的PROFIBUS容易集成在一起，DP和FMS使用了同樣的傳輸技術(shù)和總線存取協(xié)議，因而這2套系統(tǒng)可在一根雙絞線上同時操作；PA和DP之間使用分段耦合器能方便地集成在一起。
3.3PROFIBUS-PA本質(zhì)安全特性
PROFIBUS-PA支持總線供電。在一條雙絞線上即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和向現(xiàn)場設(shè)備供電。總線的操作電源來自單一供電裝置，不再需要絕緣裝置和隔離裝置，即使在潛在的爆炸區(qū)維修、斷開、接通現(xiàn)場設(shè)備也不會影響總線上的其它節(jié)點。
3.4 PROFIBUS協(xié)議硬件實現(xiàn)方便
理論上，PROFIBUS協(xié)議可在任何帶有通用異步收發(fā)器UART的微處理器上實現(xiàn)。但當(dāng)傳輸速率高于500 Kbit/s時，最好采用專門的PROFIBUS協(xié)議芯片實現(xiàn)，提供PROFIBUS協(xié)議芯片的廠家有IAM、Motorola、SIEMENS、Delta、SMAR等。PROFIBUS協(xié)議控制器的3種實現(xiàn)形式如圖2所示。
現(xiàn)場總線是低帶寬的底層控制網(wǎng)絡(luò)，又稱為Infranet，可與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)Intranet，因特網(wǎng)Internet相連。由PROFIBUS構(gòu)成的開放控制系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)如圖3所示。
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