P-NET現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)體系結(jié)構(gòu)
      P-NET現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)由丹麥Process-Data Sikebory Aps公司從1983年開(kāi)始開(kāi)發(fā)，是由丹麥的幾家自動(dòng)化系統(tǒng)公司、大學(xué)與"美國(guó)物理學(xué)會(huì)"（APS）在丹麥聯(lián)合開(kāi)發(fā)的。隨后這項(xiàng)技術(shù)在丹麥逐漸成熟，并且投入實(shí)際運(yùn)行。為了使這項(xiàng)技術(shù)迅速推向世界，在丹麥成立了“美國(guó)物理學(xué)會(huì)國(guó)際P-NET用戶(hù)組織”，由這個(gè)組織負(fù)責(zé)此項(xiàng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)推廣工作。經(jīng)過(guò)"美國(guó)物理學(xué)會(huì)國(guó)際P-NET用戶(hù)組織"的全力工作，P-NET協(xié)議也于1996年成為了歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 50170一1，從而確立了這項(xiàng)技術(shù)的國(guó)際地位。 P-NET技術(shù)主要應(yīng)用于啤酒、食品、農(nóng)業(yè)和飼養(yǎng)業(yè)，它得到P-NET用戶(hù)組織的支持，在現(xiàn)場(chǎng)大約有5000多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)。
　　P-NET現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是一種多主站、多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，總線(xiàn)采用分段結(jié)構(gòu)，每個(gè)總線(xiàn)分段上可以連接多個(gè)主站，主站之間通過(guò)接口能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)上互連，它允許在幾個(gè)總線(xiàn)區(qū)直接尋址，無(wú)需遞階網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該總線(xiàn)通信協(xié)議包括1、2、3、4和7層，并利用信道機(jī)構(gòu)定義用戶(hù)層。通信采用虛擬令牌（virtual token）傳遞方式，主站發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求，被尋址的從站在390μs內(nèi)立即返回一個(gè)響應(yīng)，只有存放到從站內(nèi)存中的數(shù)據(jù)才可被訪問(wèn)。每個(gè)站節(jié)點(diǎn)都含有一個(gè)通用的單芯片微處理機(jī)，配套的2KB EPROM不僅可用作通信，而且可用于測(cè)量、標(biāo)定、轉(zhuǎn)換和應(yīng)用功能。P-NET接口芯片執(zhí)行數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能，第3層和第4層的功能由宿主處理器中的軟件解決。該總線(xiàn)物理層基于RS-485標(biāo)準(zhǔn)，使用屏蔽雙絞線(xiàn)電纜，傳輸距離1.2km，應(yīng)用NRZ編碼異步傳輸。
　　P-NET協(xié)議的結(jié)構(gòu)：
　　歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170出版于1996年，它采用多種總線(xiàn)并行的結(jié)構(gòu)，定義了三種不同類(lèi)型的總線(xiàn)協(xié)議，由代表歐洲水平的三大類(lèi)總線(xiàn)：丹麥的P- NET、德國(guó)的Profibus和法國(guó)的WORLDFIP組成。歐標(biāo)EN50170.vol.1是P-NET協(xié)議。
　　EN50170.vol.1（P-NET）采用ISO/OSI參考模型中的1，2，3，4，7層，各層的功能如下：
　　物理層：定義了在網(wǎng)絡(luò)上傳輸原始數(shù)據(jù)位的形式，它描述了電氣接口、波特率、線(xiàn)纜等。
　　數(shù)據(jù)鏈路層：控制總線(xiàn)存取，包括多主站存取；生成和識(shí)別幀屆與節(jié)點(diǎn)地址；執(zhí)行傳輸錯(cuò)誤控制。
　　網(wǎng)絡(luò)層：在鏈路層和服務(wù)層之間傳輸“包”，并執(zhí)行網(wǎng)關(guān)功能。
　　服務(wù)層：編制全局變量結(jié)構(gòu)化信息表，即：軟接線(xiàn)表。用軟接線(xiàn)表序號(hào)指示變量。
　　應(yīng)用層：存取軟接線(xiàn)表中的結(jié)構(gòu)化變量，執(zhí)行用戶(hù)需要的各項(xiàng)任務(wù)。 

P-NET現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)特點(diǎn) 
　　P-NET是一種多主控器主從式總線(xiàn)（每段最多可容納32個(gè)主控器），使用屏蔽雙絞線(xiàn)電纜RS485，每段總線(xiàn)最長(zhǎng)1200米，每段最多可聯(lián)結(jié)125 個(gè)設(shè)備，總線(xiàn)分段之間使用中繼器。數(shù)據(jù)以NRZ編碼異步式傳輸，傳輸速率76.8kbit/s。
　　P-NET總線(xiàn)實(shí)施全數(shù)字化傳輸，除了傳輸通常的測(cè)量值和狀態(tài)數(shù)據(jù)之外，總線(xiàn)還提供了信息的雙向數(shù)據(jù)交換，處理限定值、執(zhí)行器定位和反饋信號(hào)、故障信號(hào)和內(nèi)部系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
　　P-NET系統(tǒng)可用于把參數(shù)和程序下裝到模塊，從而對(duì)過(guò)程進(jìn)行控制。系統(tǒng)還可以自動(dòng)檢查現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和電纜的故障。與傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)相比，它的優(yōu)勢(shì)在于：簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)與安裝；降低了電纜用量與成本；減少了安裝與維護(hù)成本；使將來(lái)系統(tǒng)的擴(kuò)展更為方便；智能化P-NET傳感器和執(zhí)行器還提供了比傳統(tǒng)線(xiàn)路更優(yōu)越的診斷特性。
　　P-NET系統(tǒng)的主要特點(diǎn)可歸納為以下兩點(diǎn)：
　　1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜
　　P-NET總線(xiàn)只提供了一種傳輸速率，它可以同時(shí)應(yīng)用在一個(gè)復(fù)雜工廠自動(dòng)化系統(tǒng)的幾個(gè)層次上，而各層次的傳輸速率保持一致。這樣構(gòu)成的多網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使各層次之間的通信不需要特殊的耦合器，幾個(gè)總線(xiàn)分段之間可實(shí)現(xiàn)直接尋址。
　　P-NET總線(xiàn)訪問(wèn)采用一種“虛擬令牌傳遞”的方式，總線(xiàn)訪問(wèn)權(quán)通過(guò)虛擬令牌在主控器之間循環(huán)傳遞，它的原理是：通過(guò)主控器中的訪問(wèn)計(jì)數(shù)器和空閑總線(xiàn)位周期計(jì)數(shù)器確定令牌的持有者和持有令牌的時(shí)間。這種令牌傳遞方式是一種基于時(shí)間的循環(huán)機(jī)制，不同于采用實(shí)報(bào)文傳遞令牌的方式。它與報(bào)文傳遞令牌方式相比節(jié)省了主控器的處理時(shí)間，提高了總線(xiàn)的傳輸效率，而且它不需要任何總線(xiàn)仲裁的功能。
　　P-NET不采用專(zhuān)用芯片，它對(duì)從屬器的通信程序僅需幾千字節(jié)的編碼。這一特點(diǎn)不僅說(shuō)明它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且說(shuō)明它更易于開(kāi)發(fā)和轉(zhuǎn)化。由于P-NET采用同一微處理器控制節(jié)點(diǎn)的主要任務(wù)和通信功能，所以它比獨(dú)立芯片/微處理器結(jié)構(gòu)節(jié)省了選擇波特率和設(shè)置節(jié)點(diǎn)地址的dip開(kāi)關(guān)。
　　“小系統(tǒng)，低成本”是P-NET總線(xiàn)主要特征。
　　2） 易于擴(kuò)展
　　P-NET總線(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)開(kāi)放，給用戶(hù)留有充分的擴(kuò)展空間。它的總線(xiàn)管理系統(tǒng)VIGO是一種OLE自動(dòng)化服務(wù)器，可以很方便地與適應(yīng)OLE自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用相結(jié)合，例如：Excel和Access。此外，用戶(hù)通過(guò)面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，如：Visual Basic, Delphi, Visual C++等設(shè)計(jì)擴(kuò)展應(yīng)用時(shí)，可以將總線(xiàn)裝置作為對(duì)象使用，并可將單獨(dú)的外部測(cè)量像內(nèi)部變量一樣使用。同時(shí)它還允許通過(guò)支持WINDOWS的任意網(wǎng)絡(luò)，在工作站、PC和服務(wù)器之間傳遞面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)。這使得總線(xiàn)數(shù)據(jù)可以在整個(gè)管理系統(tǒng)或Intranet中顯示和控制。
　　實(shí)際上，VIGO現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)管理系統(tǒng)十分類(lèi)似于目前流行的LINUX操作系統(tǒng)，它提供了一個(gè)強(qiáng)大的鏈接環(huán)境，任何用戶(hù)需要的應(yīng)用程序都可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口掛接在它的平臺(tái)上。P-NET這種易于擴(kuò)展的特性是其他總線(xiàn)系統(tǒng)無(wú)法比擬的。