P-NET现场总线技术分析与应用

　　1、P-NET简介(Introduction of P-NET)

　　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总线访问采用 “虚拟令牌传递”的方式，总线访问权通过虚拟令牌在主控器之间循环传递。这种令牌传递方式是一种基于时间的循环机制，不同于采用实报文传递令牌的方式。它与报文传递令牌方式相比节省了主控器的处理时间，提高了总线的传输效率，而且它不需要任何总线仲裁的功能。

　　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。