1. 需求與市場
(1)市場需求
目前國內(nèi)對自動(dòng)化產(chǎn)品(電器、儀表、驅(qū)動(dòng)裝置等)提出Profibus通信功能要求，來自：
① 國外生產(chǎn)設(shè)備及技術(shù)的成套引進(jìn)，如汽車制造、冶金、電力、制藥、煙草、水泥、交通（機(jī)場、地鐵、鐵路）等行業(yè)。從歐洲引進(jìn)的成套設(shè)備通常采用Profibus現(xiàn)場總線。如果制造廠家產(chǎn)品市場擴(kuò)大，可能會(huì)需要增加生產(chǎn)設(shè)備。由于制造廠家具備了一定的成套生產(chǎn)設(shè)備使用、維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，因此，擴(kuò)建時(shí)通常考慮參照國外引進(jìn)設(shè)備國內(nèi)集成的方案。為此，對國內(nèi)配套產(chǎn)品提出現(xiàn)場總線PROFIBUS技術(shù)要求。
② 國內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)廠家比較成功的、面向行業(yè)的控制系統(tǒng)，如變配電自動(dòng)化系統(tǒng)、冶金行業(yè)的自動(dòng)化設(shè)備等，要求系統(tǒng)技術(shù)向現(xiàn)場總線技術(shù)發(fā)展；同時(shí)也要求現(xiàn)場設(shè)備向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展（MCC、馬達(dá)啟動(dòng)器、變頻器、溫度巡檢、回路調(diào)節(jié)器……………..）。
總之：現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，對國產(chǎn)現(xiàn)有現(xiàn)場設(shè)備及儀表提出新的要求。由于現(xiàn)場總線技術(shù)的開放性，為國產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備及儀表提供新的市場機(jī)會(huì)。
（2）目前市場狀況
基于Profibus的控制系統(tǒng): 主要是國外產(chǎn)品； SEIMENS、ABB；
Profibus主控制器：要是國外產(chǎn)品； SEIMENS、ABB；
基于PC的Profibus主控制器：目前有幾十家；主要是國外產(chǎn)品；
Profibus現(xiàn)場設(shè)備及儀表：200多家，2000多種產(chǎn)品，主要是國外產(chǎn)品；
在近5年內(nèi)，國產(chǎn)現(xiàn)場總線技術(shù)產(chǎn)品主要機(jī)會(huì)在現(xiàn)場設(shè)備及儀表領(lǐng)域。
主要產(chǎn)品可能是：
① 與電力、驅(qū)動(dòng)有關(guān)的產(chǎn)品：MCC、PCC、交直流驅(qū)動(dòng)等。
②傳感器類：壓力、溫度、流量儀表；質(zhì)量測量、稱重、水份、濕度測量等。
③專用控制設(shè)備及分布式控制系統(tǒng)：車輛、印刷機(jī)械、食品生產(chǎn)………….
④現(xiàn)場總線I/O：與專用系統(tǒng)配套（如樓宇控制、印染設(shè)備、食品加工………）、具有特殊品質(zhì)（防爆、高防護(hù)等級(jí)、可接受RTD、mV、高壓、大電流信號(hào)等）。
2、國內(nèi)開發(fā)現(xiàn)狀
① CAN總線產(chǎn)品最多。
② LONWORK總線產(chǎn)品用于樓宇控制最多，在工業(yè)控制領(lǐng)域不是主流。
③ Profibus產(chǎn)品開發(fā)：有成熟的解決方案。
◆已有一些產(chǎn)品，但沒有形成規(guī)模。
◆開發(fā)中的產(chǎn)品不下幾十種。
④ FF產(chǎn)品開發(fā)：目前還處在實(shí)驗(yàn)室階段。沒有成熟的解決方案。
3. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)
Profibus從站產(chǎn)品，一個(gè)站點(diǎn)增加成本: 300~500元。
問題：一臺(tái)智能現(xiàn)場設(shè)備或儀表增加現(xiàn)場總線功能，能否消化增加的300~500元成本？
① 制造廠商自己消化：從擴(kuò)大市場銷售等連帶效益中得到補(bǔ)償；
② 提高產(chǎn)品售價(jià)：增加Profibus功能后，客戶能接受多大幅度的價(jià)格上漲？主要因素是原產(chǎn)品售價(jià)：
對于售價(jià)2000元設(shè)備, 如果價(jià)格增加500元（Profibus成本），上漲25%；這可能是一個(gè)臨界點(diǎn)；
4. 技術(shù)基礎(chǔ)
國內(nèi)廠家自主開發(fā)Profibus產(chǎn)品，有多少技術(shù)資源可以利用。
① 單片機(jī)+軟件實(shí)現(xiàn)Profibus協(xié)議；
② 使用Profibus通信芯片、開發(fā)包；
③ 使用嵌入式Profibus接口；
第二章：解決方案概述及比較
1、單片機(jī)+軟件的解決方案
（1）實(shí)現(xiàn)方法：
A、單片機(jī)+UART
B、由軟件實(shí)現(xiàn)鏈路層協(xié)議
（2）技術(shù)局限性
A、波特率
單片機(jī)UART波特率= f / 32 / (65536-T)、 或f / 16 / (65536-T)
（單片機(jī)主頻）f=波特率×32× (65536-T); 波特率=12M, T=65535;
單片機(jī)主頻 f=384M?。?nbsp;
（單片機(jī)主頻）
f=波特率×16 ×(65536-T); 波特率=12M, T=65535;
單片機(jī)主頻 f=92M??！
如果
單片機(jī)主頻 f=24M, T=65535;
Profibus波特率max= f / 32 / (65536-T)=750K
Profibus波特率max= f / 16 / (65536-T)=1.5M
實(shí)際上做不到750K或1.5M，因?yàn)椋篜rofibus通信定時(shí)值：
字符間隔時(shí)間：Profibus在幀的UART字符之間不允許有空閑時(shí)間。
TSDR：最大TSDR
Min_Slave_Intervall：最小從站間隔時(shí)間。
B、波特率自適應(yīng)：單片機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)波特率自適應(yīng)比較難。
C、測試：單片機(jī)實(shí)現(xiàn)Profibus協(xié)議方案，使產(chǎn)品測試認(rèn)證過程復(fù)雜。產(chǎn)品不易通過測試。
（3）開發(fā)者基礎(chǔ)知識(shí)
開發(fā)者必須了解協(xié)議相關(guān)內(nèi)容細(xì)節(jié)！
（4）方案優(yōu)劣比較
優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品成本低
缺點(diǎn)：
A、開發(fā)周期長；
B、要求開發(fā)人員透徹了解Profibus技術(shù)細(xì)節(jié)；
C、開發(fā)產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)低；
2、使用Profibus通信專用ASIC
（1）實(shí)現(xiàn)方法
①芯片：SPM2、LSPM2、SPC3、SPC4、DPC31、ASPC2
②單片機(jī)+Firmware軟件：有些芯片如SPC3、SPC4、DPC31、ASPC2需要外接單片機(jī)，并需要在單片機(jī)中編程（Firmware軟件）。
③對有寫芯片如SPM2、LSPM2，不需要外接單片機(jī)，但功能有限。
（2）技術(shù)局限性
A、取決于芯片的選擇
B、取決于Firmware
C、取決于帶光隔的RS-485驅(qū)動(dòng)
可實(shí)現(xiàn)：Profibus-DP、-PA、主/從、9.6K-12M
（3）開發(fā)者的工作和必要的技術(shù)基礎(chǔ)
開發(fā)者的工作：
A、電路設(shè)計(jì)制作；
B、 Firmware編程，單片機(jī)與ASIC的結(jié)合；
C、編寫GSD文件；
D、調(diào)試。
必要的技術(shù)基礎(chǔ)：
A、Profibus協(xié)議相關(guān)內(nèi)容，特別是基本概念、技術(shù)術(shù)語。開發(fā)者是協(xié)議的應(yīng)用者。
B、ASIC芯片的技術(shù)內(nèi)容；
C、GSD文件；
D、選擇可選功能時(shí)，如：同步、鎖存、安全模式、用戶外部診斷、用戶參數(shù)化報(bào)文等，需要對功能的概念、要求有細(xì)致了解，并通過Firmware實(shí)現(xiàn)；
E、能夠搭建一個(gè)調(diào)試與測試平臺(tái)，需要Profibus系統(tǒng)配置有關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)。
（4）方案優(yōu)劣比較
優(yōu)點(diǎn)：
A、產(chǎn)品成本較低；
B、技術(shù)指標(biāo)高；
C、自主性高；
缺點(diǎn)：
A、開發(fā)周期長；一般需要6~8個(gè)月；
B、要求開發(fā)人員了解一定的Profibus技術(shù)細(xì)節(jié)；
C、根據(jù)國外Profibus產(chǎn)品測試實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)計(jì)：60~70%的首次開發(fā)產(chǎn)品第一次認(rèn)證測試不合格；產(chǎn)品成熟需要較長時(shí)間；
3、 應(yīng)用嵌入式Profibus總線橋技術(shù)的解決方案
應(yīng)用嵌入式Profibus接口開發(fā)PROFIBUS產(chǎn)品有完整的解決方案。
（1） 實(shí)現(xiàn)方法
A、使用嵌入式Profibus接口；
B、按照接插件和管腳定義，改產(chǎn)品電路板(可能涉及結(jié)構(gòu)的調(diào)整)
C、將用戶樣板源程序，連接到用戶產(chǎn)品軟件中；
D、按照一個(gè)推薦的調(diào)試系統(tǒng)和GSD文件調(diào)試產(chǎn)品；
不成功：接口廠家的產(chǎn)品技術(shù)支持。
（2）技術(shù)局限性
僅取決于選擇使用嵌入式Profibus接口型號(hào)。
（3）開發(fā)者的工作和必要的技術(shù)基礎(chǔ)
開發(fā)者的工作：
A、 按照接插件和管腳定義，改產(chǎn)品電路板(可能涉及結(jié)構(gòu)的調(diào)整)；
B、將用戶樣板源程序，連接到用戶產(chǎn)品軟件中；
C、按照一個(gè)推薦的調(diào)試系統(tǒng)和GSD文件調(diào)試產(chǎn)品。
必要的技術(shù)基礎(chǔ)：
A、有單片機(jī)產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。
B、有Profibus產(chǎn)品應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。
(4)方案優(yōu)劣比較
優(yōu)點(diǎn)：
A、開發(fā)人員不必了解Profibus技術(shù)細(xì)節(jié)；
B、開發(fā)周期短; 一般不超過1個(gè)月。
C、技術(shù)指標(biāo)高；技術(shù)升級(jí)快;
D、擁有產(chǎn)品的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán);
E、產(chǎn)品符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，測試認(rèn)證快；
缺點(diǎn)：
A、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
B、成本
4. 比較與推薦
（1）單片機(jī)方案
特點(diǎn)：產(chǎn)品成本低、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)低、周期長、開發(fā)技術(shù)要求高；
適用范圍：適合研究、學(xué)習(xí)現(xiàn)場總線Profibus技術(shù)的學(xué)生、教師、研究人員；開發(fā)目標(biāo)不在產(chǎn)品化、而是技術(shù)研究與教學(xué)。
（2）專用ASIC方案
特點(diǎn)：開發(fā)技術(shù)要求較高、開發(fā)周期較長、產(chǎn)品成本較低、開發(fā)成本較高。
適用范圍：Profibus產(chǎn)品市場批量大、技術(shù)資金雄厚的大企業(yè)
（3）嵌入式PROFUBUS接口方案
特點(diǎn)：開發(fā)周期短、開發(fā)成本低、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)高、開發(fā)技術(shù)要求不高。
適用范圍：
（1）專一制造現(xiàn)場設(shè)備、儀表的企業(yè)；現(xiàn)場總線技術(shù)產(chǎn)品可以帶來新的市場和利潤；
（2）企業(yè)沒有現(xiàn)場總線技術(shù)開發(fā)基礎(chǔ)；
（3）產(chǎn)品將走多種總線的技術(shù)道路；
（4）要求開發(fā)周期短、開發(fā)費(fèi)用低、技術(shù)成熟快、快速推向市場的企業(yè)需求。
中國現(xiàn)場總線Profibus技術(shù)資格中心(CPCC)
中國Profibus產(chǎn)品測試實(shí)驗(yàn)室(CPPTL)
北京鼎實(shí)創(chuàng)新科技有限公司(DS FieldBus Co.,Ltd)
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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