现场总线大师揭秘PROFIBUS的三大要素与协议魔法

在工业自动化领域，PROFIBUS以其国际化、开放式的特性赢得了广泛的认可。它不仅适用于制造业自动化，还能应用于流程工业自动化和建筑、交通、电力等多个领域。PROFIBUS由三部分构成：PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery）、PROFIBUS-PA（Process Automation）和PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification）。

PROFIBUS-DP：这是一个高速且成本效益高的通信协议，专为设备级控制系统与分散式I/O通信而设计。通过DP，可以替代传统的24VDC或4-20mA信号传输方式，采用主动轮询机制，主要用于单元级和现场级通信。

PROFIBUS-PA：专为过程自动化设计，它使得传感器和执行机构能够共享一根总线，并内置了本征安全规范。数据及电源通过总线并行传输，使其适合于面向过程自动化系统中的单元级和现场级通讯。

PROFIBUS-FMS：作为车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络。在这里定义了主站与主站之间的通讯模型，其主要功能是支持车间级和系统级数据交换。

在协议结构方面，PROFIBUS遵循ISO7498国际标准，以开放式系统互联网络OSI模型为基础简化后形成了一套独特的协议体系。这套体系旨在满足工业控制底层网络对实时性、高速性的极致要求，同时考虑到信息量相对较小的情况下进行优雅地降低复杂度。

每种子标准都有其独特之处：

PROFIBUS-DP 定义了第1至2层以及用户接口，而第三至七层则没有详细说明，但对于用户来说，这些省略部分并不影响实际操作，因为它们所需使用到的应用功能已经被明确界定，并且详细描述了各类不同DP设备行为规则。

在PROFIBUS-FMS中，我们可以看到第1至7层均得到覆盖，其中包括现场总线信息规范(FMS)及其低层接口(LLI)。这个强大的应用协议提供给用户高度灵活且广泛可用的通信服务。而LLI则负责协调不同的通信关系并提供独立于设备生产商的一致第二层访问接口，为整个网络带来更好的兼容性和扩展能力。

最后，在PR