PROFIBUS总线及工业以太网的简要比较与应用方案分析
从应用角度看现场总线标准和工业以太网33页PPT
电子商务、供应链管理、客户关系管理等高级应用功能
一、仪表控制的历史发展趋势
仪表控制从装置发展到系统
促成这个转变的关键技术是信号传输技术，这实质上是一种原始的 通信技术。
控制功能的加强，人对过程观察和控制的 手段加强、范围扩大。数字技术成为主导
功能的提升、范围的扩大提高了对通信的要求，计算机介入控制系 统更使数字化的网络通信方式成为系统最基本的要求。
4-20mA标准的缺点是它只能够传送一个物理量值，而且通信方式是 一对一的，信息容量太小，不能满足当前信息时代的需求。模拟信号也 存在着受环境影响产生漂移、时间稳定性差、复现性差、传输误差、元 器件老化造成精度下降等问题，新一代数字化的通信标准势在必行。
现场通信数字化的优势
➢ 数据量大、种类丰富 ➢ 数据的精确度、稳定度提高，无传输损失 ➢ 可满足实时条件下的数据共享 ➢ 大系统布线工程的简化 ➢ 仪表调校的准确性、稳定性和方便性，可在线、远程调校 ➢ 仪表的远程、在线自诊断，随时掌握设备的完好状态 ➢ 可使用多种物理传输介质：铜线、光缆、无线… ➢ 可借助信息技术形成整个企业从最底层到最高层的完整统一的大
➢ 技术上的复杂性和难度使得实力强大的大公司看到了垄断市场的机会 ➢ 实现垄断的方法是保持高的技术门槛并推出自己独特的产品 ➢ 现场总线数字化、信息化和系统性的特点，底层和上层紧密耦合的特
点成为保持高技术门槛的有利条件
目前的多标准并存局面无法起到 促进产业发展和推动技术进步的
作用
四、是否存在形成统一现场总线标 准的可能性？
现技术的发挥空间
好的标准应该起到 促进产业发展和推动技术进步
的双重作用
模拟仪表的通信标准
➢ 20－100kPa（气动仪表） ➢ 0-10mA电流信号 ➢ 1-5V等电压信号 ➢ 4-20mA电流信号
Profibus总线技术及工程应用
收稿日期:2008208207(修改稿)。
作者简介:胡昱(1977—),男,陕西宝鸡人,2000年毕业于沈阳化工学院检测技术及仪器仪表专业,现在华陆工程科技有限责任公司(原化工六院)从事自控工程设计工作,任工程师。
Profibus 总线技术及工程应用胡 昱(华陆工程科技有限责任公司,陕西西安 710054) 摘要:Profibus 是目前最流行的现场总线标准之一。
主要分析了Profibus 现场总线的发展历史、网络结构、技术特点及其与远程I/O 站的连接方式,并通过工程实例对该现场总线在防爆区域中和远程I/O 站配合使用过程中的网络拓扑结构、仪表选型、系统调试等技术做了比较详细的分析,希望能对以后采用Profibus 总线技术的工程设计有所帮助。
关键词:现场总线;网络结构;通信速率;远程I/O ;网络连接器;网络适配器中图分类号:TP273 文献标识码:B 文章编号:100727324(2008)0520056204Application of Prof ibus T echnology in E ngineeringHu Yu(Hualu Engineering &Technology Co.Ltd.,Xian ,710054,China )Abstract :The Profibus is t he one of mo st pop ular standards of Field Bus.The develop ment history ,network configuration ,technical feat ure and connection met hod wit h remote I/O stations are mainly analyzed.To take a p roject as an example ,topological configuration ,inst rument type selection and system testing in t he explosion 2proof area and working wit h remote I/O stations is analyzed in detail in order to provide help for engineering design which adopted t he Profibus Field Bus technology.K eyw ords :field bus ;network configuration ;communication velocity ;remote I/O ;DP/PA link ;DP/PA coupler1 Profibus 总线的发展过程随着计算机、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。
PROFIBUS总线在工业上的应用
PROFIBUS总线在工业上的应用作者：徐帅蒋谈来源：《中国科技博览》2015年第32期[摘要]目前，现场总线作为工业自动化系统最底层设备间通信的核心技术，已经得到了广泛应用。
但由于现场总线标准不一，远程通信能力薄弱，使得工业控制网络的系统集成与信息集成面临着困难的局面。
同时以Ethernet和TCP/IP协议为基础的工业以太网在实时性、可靠性和抗干扰性等方面不断改进，向工业控制网络发展已经成为趋势。
本篇论文对PROFIBUS-DP的研究，以嵌入式技术和嵌入式网络作为技术支持，提出PROFIBUS-DP总线数据转换接口的设计方案，目的是使工业现场中具有PROFIBUS-DP接口的设备快速低成本的接入以太网，实现对远程设备的实时监控，有利于工业控制网络的信息集成。
[关键词]PROFIBUS-DP 主控制器通讯；中图分类号：TN873.93 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0027-011 PROFIBUS总线工业控制系统发展趋势是分散化、网络化、智能化，PROFIBUS正是顺应这一趋势而形成的一种国际化、开放式的现场总线标准。
目前在制造业自动化、交通、电力等其他领域的自动化得到了广泛的应用。
不同厂商生产的PROFIBUS设备接口可能不同，只要采用PROFIBUS 标准就不需要其进行调整，可直接用于通信。
PROFIBUS由PROFIBUS-DP，PROFIBUS-PA 和PROFIBUS-FMS三个兼容部分组成。
这三种模块在自动控制系统中应用场合和发挥的作用不同，但它们可以在同一条总线上混合操作，与工业网络结合构成典型的具有三级结构的自动化系统，即现场设备级、车间控制级、管理级。
PROFIBUS典型的组网结构如图2-4所示。
2 PROFIBUS-DP协议结构PROFIBUS-DP协议以OSI作为参考模型定义了第1， 2层和用户接口层，第3到7层为空，未加描述。
物理层采用RS-485或光纤传输技术，规定了传输介质及其电气特性。
现场总线(第7讲)10种现场总线标准与工业以太网
详细描述
DeviceNet是一种基于网络的通信协议，通 过TCP/IP协议实现设备间的通信。它支持高 速数据传输和实时控制，能够满足各种工业 自动化应用的需求。DeviceNet具有开放性 和互操作性，被广泛应用于各种工业自动化
设备中。
Interbus-S
要点一
总结词
Interbus-S是一种基于串行总线的通信协议，具有高速、 高可靠性和高灵活性等特点。
详细描述
EtherNet/IP是一种基于以太网的通信协议，通过TCP/IP协议实现设备间的通信 。它支持高速数据传输和实时控制，能够满足各种工业自动化应用的需求。 EtherNet/IP具有开放性和互操作性，被广泛应用于各种工业自动化设备中。
CC-Link
总结词
CC-Link是一种基于现场总线的通信协议， 具有高速、高可靠性和高灵活性等特点。
些应用场景下可能略逊于现场总线。
02
可靠性与稳定性
工业以太网具有较高的可靠性和稳定性，能够保证数据传输的准确性和
稳定性。相比之下，某些现场总线标准可能在可靠性和稳定性方面存在
一定的问题。
03
互操作性
工业以太网具有较好的互操作性，能够实现不同厂商设备之间的互连互
通。而一些现场总线标准可能存在互操作性的限制，导致不同厂商设备
高带宽
相比传统的现场总线技术，工业以太网具 有更高的数据传输速率和更大的带宽，能 够满足大规模数据传输和实时性的需求。
灵活性和可扩展性
工业以太网采用星型或树型拓扑结构，易 于扩展和维护，可以灵活地适应不同的工 业应用场景。
远程通信
工业以太网支持长距离通信，可以实现设 备之间的远程连接和控制，方便了设备的 分布式部署和管理。
Profibus讲解
➢ Profibus-PA。Profibus-PA协议是需要本质安全或总线供电的设备 之间进行数据通信的解决方案，数据传输速率是固定的，大小为 31.25kbps,主要用于化工、石油、冶金、发电等领域的过程工业自
采用差分电路的优点主要有： ➢ 抑制噪声 ➢ 不受节点间地电平差异的影响
RS-485差分平衡电路
2.Profibus-DP的物理层
2.2 RS-485特点
➢ RS-485可以实现点对点 通信，也可进行广播式 通信。
➢ RS-485只对接口的电气 特性做出了规定，不涉 及连接器、信号功能、 引脚分配或协议，用户 可在此基础上建立自己 的高层通信协议。
SN75LBC184引脚图 RS-485应用电路
2.Profibus-DP的物理层
2.4 RS-485网络互联 ➢ 利用RS-485接口可以使一个或者多个信号发生器与接收器互联，实现远距离数据通
➢ 1989年德国正式将Profibus-FMS和Profibus-DP现场总线确立为现 场总线的德国标准DIN19245。
➢ 1996年经过欧洲电工标准化委员会投票，Profibus-FMS和 Profibus-DP被确立为现场总线欧洲标准EN50170Vol.2。
➢ 1998年具有本质安全功能的Profibus-PA现场总线标准又被加入到 现场总线标准EN50170Vol.2中。（通过设计等手段使生产设备或生 产系统本身具有安全性，即使在误操作或发生故障的情况下也不会 造成事故的功能。）
profinet和以太网区别
profinet和以太网区别PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS InternaTIonal，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。
PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。
profinet和工业以太网区别是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。
作为一项战略性的技术创新，PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。
PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案，其功能包括8个主要的模块，依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化。
PROFINET 技术定义了三种类型：PROFINET 1.0 基于组件的系统主要用于控制器与控制器通讯PROFINET-SRT 软实时系统用于控制器与I/O 设备通讯PROFINET-IRT 硬实时系统用于运动控制工业以太网是基于IEEE 802.3 （Ethernet）的强大的区域和单元网络。
工业以太网，提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。
企业内部互联网（Intranet），外部互联网（Extranet），以及国际互联网（Internet）提供的广泛应用不但已经进入今天的办公室领域，而且还可以应用于生产和过程自动化。
继10M波特率以太网成功运行之后，具有交换功能，全双工和自适应的100M 波特率快速以太网（Fast Ethernet，符合IEEE 802.3u 的标准）也已成功运行多年。
PROFIBUS现场总线技术及其在电力行业中的应用
PROFIBUS现场总线技术及其在电力行业中的应用PROFIBUS现场总线技术及其在电力行业中的应用ronggang导语：现场总线是用于经过自动化和制造自动化，连接传感器、控制器和执行器等现场设备的一种全数字化、全分散化、智能、双向、多变量、多站的通讯系统一、引言20世纪中期，我国引进了一批先进的大型火电机组，同时也把分散控制系统和PLC引进了中国。
一般在汽机、锅炉应用DCS，在电厂辅助系统中使用PLC控制。
近年来，随着网络技术的开展，现场总线的概念越来越多的应用到各种领域。
一个新的名词-FCS〔FIELDBUSCONTROLSYSTEM〕已深化到各种经过控制领域，而且在国外的电厂已开场广泛应用。
使用现场总线技术，可以减少用于连接分散的I/O设备的电缆，可以减少用于连接仪表的电缆并增加可靠性，因此可以大量的节省机械安装、连接和布线的本钱、并增加了系统的可靠性。
二、现场总线技术2.1现场总线的概念现场总线是用于经过自动化和制造自动化，连接传感器、控制器和执行器等现场设备的一种全数字化、全分散化、智能、双向、多变量、多站的通讯系统。
现场总线的特点:可靠性高，稳定性好，抗干扰才能强，通讯速率快，系统平安，符合环境保护要求、价格低、维护本钱低。
传统的4-20mA信号连接，信息量有限，严重制约了企业信息集成和企业综合自动化的实现。
现场总线技术把孤立的现场级设备带进了企业信息网络中。
2.2Profibus技术介绍当前现场总线的标准很多，如Profibus、FF、Lonworks、WorldFIP等，目前的现场总线技术正趋于统一，国际电工委员会制定了IEC61158的国际标准。
Profibus是德国于90年代初制订的国家工业现场总线协议标准，代号DTN19245，目前是IEC61158国际标准中的Type3局部。
如今它成为不依靠于设备消费商、开放的、国际化的现场总线标准之一。
广泛应用于制造自动化、流程工业自动化、楼宇、交通、电力等领域的自动化控制系统中。
Profinet与Profibus两种总线技术应用分析
一
、
通信 结构
１ ． Ｐｒ ｏｆ ｉｂｕｓ
信需求 ， 以此来保证及 时的 、 确定的响应。
罔ｌ 和图 ２分 别是 两种 总线 的通信结构模 型。
Ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｂ ｕ ｓ 由二 三 个兼容部分组 成 ： 即 Ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｂ ｕ ｓ — Ｄ Ｐ（ Ｄ ｅ ｃ ｅ ｎ —
ｔ ｒ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｐ ｅ ｉ ｒ ｐ ｈ ｅ ｒ ｙ）、 Ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｂ ｕ ｓ — Ｐ Ａ（ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ）、 Ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ —
第３ ０卷
第１ ２期
重 庆 与 世 界 ・学 术 版
２ ０ １ ３年 ｌ ２月
Ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｎ ｅ ｔ 与 Ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｂ ｕ ｓ 两 种 总 线 技 术 应 用 分 析
杜 正峰
（ 重庆烟草工业有限责任公 司 重庆卷烟厂 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ６ １ ）
摘要 ： 工业 网络控制技术 时代 ， 对控制 系统 的结构有 了更高的要 求， 在 这种要 求的格局 下， 现场 总线技 术应运 而 生， 其中ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｂ ｕ ｓ 现场总线应用最为广泛 ， 而随着对技 术要 求的不断提 高， ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｎ ｅ ｔ实时性 Ｘ － 业以太 网技 术得 到 了 迅猛 的发展 ， 这 两种不 同总线技 术 在烟 草行 业都有 广 泛的应 用 ， 本 文主要 是对 这 两种 总 线技 术进行 应 用比较
交换 。
（ ２ ）实时 （ Ｒ Ｔ ） 通信是一个优化 的、 基于以太网第 二层 （ Ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ２ ） 的实时通信通道 ， 通过该实 时通 道极大地减 少 了 数据在通信站 中的处理时『 日 Ｊ 。 （ ３ ）同步实时 （ Ｉ Ｒ Ｔ ） 通信可 以满 足运动控制 的告诉通
PROFIBUS总线综述报告
PROFIBUS总线综述报告PROFIBUS总线1. PROFIBUS网络结构PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS－DP（ DecentralizedPeriphery）．PROFIBUS－PA（Process Automation ）．PROFIBUS-FMS (FieldbusMessage Specification )。
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可取代办24VDC或4－20mA信号传输。
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。
PROFIBUS－FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。
PROFIBUS是一种用于工厂自动化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现场通信网络，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。
2．PROFIBUS的协议结构PROFIBUS协议结构是根据ISO7498国际标准，以OSI作为参考模型的。
层和用户接口。
第3到7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。
图1. 现场总线协议模式PROFIBUS-FMS定义了第1、2、7层，应用层包括现场总线信息规范（FMS）和低层接口（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2层访问接口。
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IEC1157-2标准，PA的传输技术可确保其本质安全性，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。
基于西门子平台的工业以太网与PROFIBUS通讯机制应用的比较
Ｐ Ｏ Ｉ Ｕ — Ｐ在通 讯速率较低时 ， Ｒ ＦＢ Ｓ Ｄ 其稳 定性 不如以太网好 ， 随着 Ｐ Ｏ Ｉ Ｕ — Ｐ通讯速率的提高 ， 但 Ｒ ＦＢ Ｓ Ｄ 其稳定性 会 随之增强 。我们将这一 比较结果成功应用于济南市烟草公司配送 中心项 目。
…
。
在 实 际 项 目的 实 施 过 程 中 ， 常 遇 到 在 监 控 调 度 级 控 制 系 统 中 选 择 何 种 通 讯 机 制 最 为 合 适 的 问 题 ， 经
这 一 问 题 在 整 个 系统 的 实 施 当 中 占 据 着 举 足 轻 重 的 地 位 ， 合 当前 现 场 总 线 协 议 发 展 过 程 中 存 住 的 问 结 题 及 以 太 网 能 否 最 终 统 一 现 场 总 线 标 准 的 争 论 促 使 我 们 对 两 种 最 常 用 的 通 讯 机 制 进 行 比较 研 究 。研 究 的 目 的是 为 了 在 今 后 的 应 用 中 更 好 地 选 用 合 适 的 通 讯 机 制 ， 此 我 们 选 取 目前 应 用 最 为 广 泛 的 西 门 子 因 Ｐ Ｃ 制 系 统 作 为研 究 对 象 。 Ｌ 控 １ 工 业 以 太 网 与 现 场 总 线 的 理 论 比较 １ １ 物 理 介 质 的 比较 （ 表 １） ． 见
关键词 ： 现场总线 ； 工业以太网； 管控一体化 ； 可编程控制器 中图分类号： Ｐ ９ Ｔ ３３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０７－２０（ ０ ６） ３ ０ ６ — ４ ｌ０ － ６ ２ ０ ０ — ０ ６ ０ ４
实现管控 一 体化 的关键 是要 有一 个能 在 工业现 场运 行 、 靠性 高 、 时性 强 、 价低 廉 的网络 系统 可 实 造
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PROFIBUS总线及工业以太网的简要比较与应用方案分析
Revised by Liu Jing on January 12, 2021 PROFIBUS总线、CAN总线及工业以太网的应用探讨
姜勇刚 通信作者：冯震（指导教师） （湖北师范学院机电与控制工程学院湖北黄石435000） 摘要：本文主要介绍了PROFIBUS总线，CAN总线及工业以太网各自的的特点与不足，对三者的网络协议规范进行比较。探讨了工业应用中的两种方案：PROFIBUS与工业以太网结合应用—Profinet；CAN与工业以太网并存组网。展望了工业以太网在工业网络控制中的发展趋势。 关键词：PROFIBUSCAN工业以太网工业网络控制 ThediscussandapplicationamongPROFIBUS,CANBUSandIndustrialEthernet JiangYong-gang Communicationauthor:FengZhen(teacher) (ElectricalandcontrolengineeringdepartmentHubeiNormalUniversityHuangshiChina435000) Abstract:ThisarticlemainlyintroducedthePROFIBUS,CANbusandIndustrialEthernettheirrespectiveadvantagesanddisadvantagesofthethreenetworkagreementstandardforcomparison.Discussestwokindsofindustrialapplications:PROFIBUSgetsnewdevelopment——Profinet;CANcoexistwithindustrialEthernetmakenewmixednetwork.IndustrialEthernetisprospectedinindustrialnetworkcontrolindevelopmenttrend. Keywords:PROFIBUSCANIndustrialEthernetIndustrialControl
0引言 现场总线（Fiedldbus）是80年代末国际上发展起来的现场智能设备互联通讯网络，目前已成为世界上自动化技术的研究热点，据不完全统计，各类总线有四十多种[1]。其中，过程现场总线（PROFIBUS－PROCESSPFIELDBUS）和控制器局部网（CAN－CONTROLLERAREANETWORK）依靠各自的优良特性和开放性，被认为是最有前途的两种总线[2]。它们的使用领域有所不同，PROFIBUS主要用于制造业自动化，电力、楼宇自动化，而CAN主要应用与交通工具、医疗仪器等的制造方面[3]。工业以太网是传统以太网在工业领域的得到的延伸应用，由于其应用的广泛性和技术的先进性，已经逐渐垄断了商用计算机的通信领域和过程控制的中上层的信息管理与通信，并逐步向工业控制现场发展。
1PROFIBUS现场总线、CAN现场总线及工业以太网的比较 1.1PROFIBUS现场总线的优势及存在的问题 （1）优势 PROFIBUS总线速度较快，组态配置灵活，可以实现总线供电。PROFIBUS的网络协议是按照ISO颁布的OIS标准七层参考为基础，对于3至6层进行了简化，因此它的适应性非常的强。PROFIBUS的3种模块（FMS、DP和PA）可以适应不同的应用对象和通讯速率的要求，开放性好[5]。PROFIBUS现场总线技术根据不同的应用对象可以灵活的选取3种不同规格的总线系统进行组合，混合的系统可以方便的在一根电缆上同时操作，不用加任何转换装备[8]。PROFIBUS具有本征安全的优势，在维修和接通或断开时也不会影响其他站点的工作[7]。 （2）存在的问题 PROFIBUS的参数不容易设定，在网络增加删除节点时需要进行逻辑环重构，所以不适应节点数目频繁变化的场所，限制其只可以在过程自动化及车间级的通讯等领域。 1.2CAN现场总线的特点及局限性 （1）特点 CAN现场总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。主要表现在CAN为多主方式工作；CAN总线的节点分成不同的优先级；采用非破坏仲裁技术；报文采用短帧结构，数据出错率极低；节点在错误严重的情况下可以自动关闭输出[7]。 （2）局限性 CAN现场总线作为一种面向工业底层控制的通信网络，其局限性也是显而易见的。说先，他不可以与Internet互联，不可以实现远程的信息共享。其次，她不依与上位机直接接口，接口卡的价格是比较昂贵的。CAN总线的通信距离与信息传输速率没有没法和工业以太网相比[4]。 1.3工业以太网的长处与不足 （1）长处 基于TCP/IP的以太网是一种标准开放式网络，由于其组成的系统兼容性和互操作性好，资源共享能力强，可以实现将控制现场的数据与通讯系统的资源共享；数据的传输的距离远，传输速率高；易于Internet连接，成本低，易组网，与计算机，服务器的接口十分方便，技术支持广泛。 （2）不足 以太网采用的是带有冲突的载波侦听多路访问协议（CSMA/CD），无法保证数据传输的实时性要求；存在安全可靠性的问题，由于以太网的超时重发机制，单点的故障可以造成整个网络的瘫痪；目前的以太网抗干扰能力不强，很难适应环境恶劣的工业现场；本质安全问题，在易燃易爆的工业环境必须要采用安全防爆技术。总线供电问题，环境恶劣的场合，总线供电有着积极的意义[3][6]。
1.4三者网络协议规范比较 PROFIBUS现场总线、CAN现场总线及工业以太网网络协议规范都遵循了ISO/OSI参考模型的基本层次结构。他们使用了OSI模型的最低两层，即物理层和数据链路层，但是三者在各层的物理实现和通信的机理有着比较大的差别。他们的各层在具体网络协议比较如下表： 表1PROFIBUS现场总线、CAN现场总线及工业以太网网络协议规范的比较 比较类型种类 PROFIBUS现场总线 CAN现场总线 工业以太网
物理层 传输介质 屏蔽双绞线 光纤 双线电缆 屏蔽双绞线 同轴电缆 光纤无线传输
屏蔽双绞线同轴电
缆光纤无线电传输
编码 同步NRZ 曼彻斯特编码 异步NRZ 同步HRZ 曼彻斯特编码
传输距离 <1200m 10km以上 200km以上（采用中继器） 总线供电与本质安全 有 可进行安全操作 有 无
传输速度 9.6Kbps~12Mbps 5Kbps~1Mbps 10M~100M等 数据链路层 数据链路层的各个结构的作用 PROFIBUS的数据链路层的介质访问机制是基于令牌传递和主从技术的。链路层定义了4种数据传输方式，满足不同的需求。 CAN的数据链路层的LLC子层负责报文分帧，仲裁，应答，错误检测和标定。MAC子层满足报文滤波，过载通知及恢复管理的功能。 由于以太网采用的是带有冲突的载波侦听多路访问协议（CSMA/CD）。工业以太网的MAC子层可完成组帧，处理传输差错，调整帧流速的工作。
2PROFIBUS总线、CAN总线及工业以太网结合应用分析 由上表的分析不难看出，三者的主要区别在工业信息化网络中的应用领域是不一样的。因此可以提出工业以太网分别与底层控制网络PROFIBUS总线、CAN总线的共存的工业信息一体化的模式，从而实现工业网络的自上而下的网络化。 工业以太网目前应用在对信息量需求大单实时性要求不高的最上层的企业信息管理网络和中间的过程监控网络。企业信息管理网络和过程监控网络的各个终端之间的信息交换的数据报文通常较长，数据的吞吐量比较大，而数据通信的发起是随机的，无规则的，因此网络必须又较大的带宽，但对实时性要求相对不严格。这部分可以由传输速率比较高的工业以太网组成。 PROFIBUS总线具有稳定的国际标准EN50170V2作保证，以ISO颁布的OIS标准七层参考为基础，对于3至6层进行了简化，因此它的适应性非常的强。它的3种模块（FMS、DP和PA）可以适应不同的应用对象和通讯速率的要求，开放性好。而且PROFIBUS国际组织推出了基于工业以太网的通信解决方案—Profinet，打破传统的工业控制体系，实现办公室自动化和工业自动化的连接，实现从上层控制网络到现场网络控制的“一网式”连接[4]。 CAN总线的通信网络的连接简单，实时性与准确性高，开发相对简单。由于CAN总线协议是基于信息的而不是基于地址的，通信网络中可以很容易的增删节点模块而不必对整个系统做出很大的改动；可以使多个节点同时接到一组报文的信息；支持远程帧，节点可以直接向别的节点请求数据；总线上某点发生错误时可以进行故障界定，错误严重的节点可自动退出总线，不影响总线上其他节点的正常工作。在现在的工业控制现场，一般的信号的信号量都不大，只有几十个字节，用CAN就可以很好的实时传输。不做之处是，工业以太网与CAN的网络互联必须通过特定的网关，没有和工业以太网很好结合的通信协议，这会影响了CAN在未来的发展。
3结束语 PROFIBUS总线、CAN总线作为现场总线中的比较成熟的总线技术，已经得到了很大的发展。但是在未来的工业界，将实现从企业管理层到工厂设备现场控制的“一网到底”网络控制，单单依靠PROFIBUS总线、CAN总线的控制模式已经不可能满足要求。随着工业以太网不断发展，其实时性与可靠性不断提高，又凭借它与商业以太网的可兼容性，软硬件资源的丰富及可持续发展的空间大的特点，使我们完全有理由相信工业以太网将直接应用于工厂现场控制，成为工业信息化的网络系统的主流。
参考文献 [1] 夏德海，现场总线的现状及应用（一）.中国仪器仪表。2005.1