安全总线协议PROFIsafe在汽车厂总装车间的应用
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与传统安全系统相比PROFIsafe具有如下优点：
（1）安全通信和标准通信在同一根电缆上共存；
（2）PROFIsafe-故障安全性建立在单信道通信系统之上，安全通信不通过冗余电缆来达到目的；
（3）标准通信部件，如电缆、专用芯片、DP-栈软件等等，无任何变化；
（4）故障安全措施封闭在终端模块中（F-Master，F-Slave） ，采用专利SIL监视器获得极高的安全性；
（5）最高故障安全完整性等级为SIL3（IEC61508）；
（6）既可用于低能耗（Ex-i）的过程自动化，又可用于反应迅速的制造业自动化；
PROFIsafe使标准现场总线技术和故障安全技术合为一个系统，即故障安全通信和标准通信在同一根电缆上共存，安全通信不通过冗余电缆来实现。这不仅在布线上和品种多样性方面可以节约成本，而且也方便日后系统的改造。图2所示，标准控制器、I/O和安控制器、F-I/O共用一条总线，通过F-网关可连接到其他安全总线系统。采用PROFIsafe既可使用单总线结构也可根据要求采用标准总线和安全总线分开的结构。
图3为PROFIsafe的ISO/OSI简化模型，PROFIBUS在ISO/OSI模型中使用了1、2和7层，相对安全层来说，它是一个黑色通道（Black Channel）；PROFIsafe为置于第7层之上的安全层（Safety-Layer），其仅负责有效数据的安全传送,而有效数据的准备和提供则是由依照故障安全技术要求设计的固件来完成。
图4为PROFIsafe通信的简单报文结构，从这里可以看出，安全通信的报文与标准通信报文是同时在PROFIBUS网络上进行通信的。而且根据制造业和过程工业不同的要求，有两种有效数据长度。
PROFIsafe采用PROFIBUS标准机制的主从轮询通信方式使F-CPU和F-Slave交换信息，这样在主站与从站之间存在着1：1的关系,轮询操作（Polling）能够立即察觉一旦出现故障的某个设备，这正是故障安全技术的基本原则。为了避免网络传输错误，PROFIsafe采用了故障安全按位编号，带应答的时间监控，用密码标识发送器和接收器,增设16/32位循环冗余校验（CRC）等措施以保证数据的安全。此外,PROFIsafe还采用了SIL-Monitor专利技术，SIL监视器本身不是硬件，而是可实现PROFIsafe-驱动器软件的一部分。借助SIL-Monitor，F-系统能够在故障率超过一定限度之前即采取有效的安全保护措施，从而避免系统中出现险情。
PROFIsafe的发展拓宽了PROFIBUS在工厂自动化和过程自动化领域的应用范围。本文通过探讨PROFIsafe的通信原理及其在汽车厂的实际应用，展现了PROFIsafe的实用性和优越性。
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