P-NET现场总线技术分析与应用
P-NET现场总线技术由Proces-Data A／S公司研究并开发，是一种全世界通用的开放型标准化总线。P-NET的设想出现于1983年的丹麦，比其它总线更早。由于P-NET采用通用的硬件和软件，所以它的改进与升级都比较快，其中有些性能超过了Profibus，例如虚拟令牌传递比Profibus的实际报文信息传递节省很多信道容量。
P-NET采用主从制，但有多个主站。多主站现场总线的第一个产品在1984年开发出来，多网络和多端口功能于1986年增加到协议范围中，第一个运行的P-NET多端口产品生产于1987年，P-NET标准在1989年成为一个开放和完整的标准适用于各个国家。由于用户对P-NET的兴趣不断增加，国际P-NET用户组织在一年后成立。而现在的欧洲标准EN50170第一卷是P-NET，第二卷是Profibus，第三卷是WorldFIP。
2、P-NET主要特点（Main characteristic）
P-NET是一种多主控器主从式总线（每段最多可容纳32个主控器），使用屏蔽双绞线电缆RS485，每段总线最长1200米，每段最多可联结125个设备，总线分段之间使用中继器,数据以NRZ编码异步式传输，传输速率76.8kbit/s。
P-NET可以将生产过程的各个部分，如过程控制计算机、传感器、执行器、I／O模块、小型可编程控制器等，通过共用一根双芯电缆加以连接，如图1所示。与传统布线相比，P-NET现场总线技术在工业控制中具有相当的优势，它大大简化了设计和安装，减少了布线的数量和费用，降低了各种设备故障发生的可能性，实现更直接也更广泛的使用功能。
P-NET总线只提供了一种传输速率，它可以同时应用在一个复杂工厂自动化系统的几个层次上，而各层次的传输速率保持一致。这样构成的多网络结构使各层次之间的通信不需要特殊的耦合器，几个总线分段之间可实现直接寻址。任何P-NET模块，包括主站，可以与总线联接或断开，而不影响总线的其它部分。这样一来，模块在系统运行时可以互换，而且在系统持续运行时可以对系统进行扩展。
图1 P-NET总线连接图
P-NET不采用专用芯片，它对从属器的通信程序仅需几千字节的编码。由于P-NET采用同一微处理器控制节点的主要任务和通信功能，所以它比独立芯片/微处理器结构节省了选择波特率和设置节点地址的dip开关。“小系统，低成本”是P-NET总线的主要特征。
P-NET系统可用于把参数和程序下装到模块，从而对过程进行控制，系统还可以自动检查现场设备和电缆的故障。与传统的DCS系统相比，它的优势在于：简化了设计与安装；降低了电缆用量与成本；减少了安装与维护成本；使将来系统的扩展更为方便；智能化P-NET传感器和执行器还提供了比传统线路更优越的诊断特性。
3、P-NET体系结构(System structure)
3、1P-NET系统结构
P—NET总线系统采用OSI“开放系统互连”参考模型的第1，2，3，4，7层，并利用信道结构定义用户层。
第一层物理层：定义了在网络上传输原始数据位的形式，在这一层描述了系统的电气接口、波特率、线缆等。
第二层数据链路层：控制总线的存取；生成和识别帧界，识别节点地址；执行传输过程中的错误监测功能；用于实现多主机特性，将数据整理后送入源地址或目标地址，并进行故障检查。
第三层网络层：实现数据链路层与服务层的信息传输，并执行网关的功能。网络层就象是P-NET的邮局，根据源地址和目的地址接受和发送信息。一条信息可能被要求从一个P-NET网站中送出，或送入另一台P-NET服务器，或送回所要求的设备，或返回原节点。
第四层服务层：完成两个不同的任务，一是提供P-NET服务，根据程序从内部存储器中读写数据；二是记录已发出请求正等待回应的信息数量，当一条请求得到响应时，便被送回源地址。
第七层让应用程序能够访问其他设备变量，这一功能靠发送一个命令块来实现，命令块中包含一些参考消息，内有设备地址等详细资料。
P-NET还具有一些通道结构，可视作系统的第八层。在P-NET中，对相关变量的采集和对单个过程信号的处理，可一起被视作一个过程对象，这就是所谓的通道。
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