profibus已被纳入现场总线的国际标准iec 61158和欧洲标准en50170,并于2001年被定为我国的国家标准jb/t10308.6-2001。profibus在1999年l2月通过的iec 61156中称为type3,profibus的基本部分称为profibus-vo。在2002年新版的iec61156中增加了profibus-v1,profibus-v2和rs-4851s等内容。新增的profinet规范作为iec 61158的type10。截止2003年年底,安装的profibus节点设备已突破了1千万个,在中国超过150万个。
iso/osi通信标准由7层组成,并分两类。一类是面向用户的第5层到第7层,一类是面向网络的第1到第4层。第1到第4层描述了数据从一个地方传输到另一个地方,第5层到第7层给用户提供适当的方式访问网络系统。profibus协议使用了iso/osi模型的第1层、第2层和第7层。
从用户的角度看,profibus提供3种通信协议类型:profibus-fms、profibus-dp和profibus-pa。
1) profibus-fms (fieldbus message specification,现场总线报文规范),使用了第1层、第2层和第7层。第7层(应用层)包含fms和lli(底层接口)主要用于系统级和车间级的不同供应商的自动化系统之间传输数据,处理单元级(plc和pc)的多主站数据通信。
2) profibus-dp(decentralized periphery,分布式外部设备),使用第1层和第2层,这种精简的结构特别适合数据的高速传送,profibus-dp用于自动化系统中单元级控制设备与分布式i/o(例如et 200)的通信。主站之间的通信为令牌方式,主站与从站之间为主从方式,以及这两种方式的混合。
3) profibus-pa (process automation,过程自动化)用于过程自动化的现场传感器和执行器的低速数据传输,使用扩展的profibus-dp协议。传输技术采用iec 1158-2标准,可以用于防爆区域的传感器和执行器与中央控制系统的通信。使用屏蔽双绞线电缆,由总线提供电源。此外,基于profibus,还推出了用于运动控制的总线驱动技术profidrive和故障安全通信技术profi-safe。
此外,对于西门子系统,profibus提供了两种更为优化的通信方式,即profibus-s7通信和s5兼容通信。
1) profibus-s7(pg/op通信)使用了第1层、第2层和第7层。特别适合s7 plc与hmi和编程器通信,也可以用于s7-300 plc和s7-400 plc以及s7-400 plc和s7-400 plc之间的通信。
2) profibus-fdl(s5兼容通信)使用了第1层和第2层。数据传送快,特别适合s7-300 plc、s7-400 plc和s5 plc之间的通信。