P-NET現(xiàn)場總線體系結構
      P-NET現(xiàn)場總線由丹麥Process-Data Sikebory Aps公司從1983年開始開發(fā)，是由丹麥的幾家自動化系統(tǒng)公司、大學與"美國物理學會"（APS）在丹麥聯(lián)合開發(fā)的。隨后這項技術在丹麥逐漸成熟，并且投入實際運行。為了使這項技術迅速推向世界，在丹麥成立了“美國物理學會國際P-NET用戶組織”，由這個組織負責此項技術的標準化和技術推廣工作。經(jīng)過"美國物理學會國際P-NET用戶組織"的全力工作，P-NET協(xié)議也于1996年成為了歐洲標準EN 50170一1，從而確立了這項技術的國際地位。 P-NET技術主要應用于啤酒、食品、農(nóng)業(yè)和飼養(yǎng)業(yè)，它得到P-NET用戶組織的支持，在現(xiàn)場大約有5000多個應用系統(tǒng)。
　　P-NET現(xiàn)場總線是一種多主站、多網(wǎng)絡系統(tǒng)，總線采用分段結構，每個總線分段上可以連接多個主站，主站之間通過接口能夠實現(xiàn)網(wǎng)上互連，它允許在幾個總線區(qū)直接尋址，無需遞階網(wǎng)絡結構。該總線通信協(xié)議包括1、2、3、4和7層，并利用信道機構定義用戶層。通信采用虛擬令牌（virtual token）傳遞方式，主站發(fā)送一個請求，被尋址的從站在390μs內(nèi)立即返回一個響應，只有存放到從站內(nèi)存中的數(shù)據(jù)才可被訪問。每個站節(jié)點都含有一個通用的單芯片微處理機，配套的2KB EPROM不僅可用作通信，而且可用于測量、標定、轉換和應用功能。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。該總線物理層基于RS-485標準，使用屏蔽雙絞線電纜，傳輸距離1.2km，應用NRZ編碼異步傳輸。
　　P-NET協(xié)議的結構：
　　歐洲標準EN50170出版于1996年，它采用多種總線并行的結構，定義了三種不同類型的總線協(xié)議，由代表歐洲水平的三大類總線：丹麥的P- NET、德國的Profibus和法國的WORLDFIP組成。歐標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、線纜等。
　　數(shù)據(jù)鏈路層：控制總線存取，包括多主站存取；生成和識別幀屆與節(jié)點地址；執(zhí)行傳輸錯誤控制。
　　網(wǎng)絡層：在鏈路層和服務層之間傳輸“包”，并執(zhí)行網(wǎng)關功能。
　　服務層：編制全局變量結構化信息表，即：軟接線表。用軟接線表序號指示變量。
　　應用層：存取軟接線表中的結構化變量，執(zhí)行用戶需要的各項任務。 

P-NET現(xiàn)場總線技術特點 
　　P-NET是一種多主控器主從式總線（每段最多可容納32個主控器），使用屏蔽雙絞線電纜RS485，每段總線最長1200米，每段最多可聯(lián)結125 個設備，總線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總線實施全數(shù)字化傳輸，除了傳輸通常的測量值和狀態(tài)數(shù)據(jù)之外，總線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、故障信號和內(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，從而對過程進行控制。系統(tǒng)還可以自動檢查現(xiàn)場設備和電纜的故障。與傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)相比，它的優(yōu)勢在于：簡化了設計與安裝；降低了電纜用量與成本；減少了安裝與維護成本；使將來系統(tǒng)的擴展更為方便；智能化P-NET傳感器和執(zhí)行器還提供了比傳統(tǒng)線路更優(yōu)越的診斷特性。
　　P-NET系統(tǒng)的主要特點可歸納為以下兩點：
　　1） 結構簡單、價格便宜
　　P-NET總線只提供了一種傳輸速率，它可以同時應用在一個復雜工廠自動化系統(tǒng)的幾個層次上，而各層次的傳輸速率保持一致。這樣構成的多網(wǎng)絡結構使各層次之間的通信不需要特殊的耦合器，幾個總線分段之間可實現(xiàn)直接尋址。
　　P-NET總線訪問采用一種“虛擬令牌傳遞”的方式，總線訪問權通過虛擬令牌在主控器之間循環(huán)傳遞，它的原理是：通過主控器中的訪問計數(shù)器和空閑總線位周期計數(shù)器確定令牌的持有者和持有令牌的時間。這種令牌傳遞方式是一種基于時間的循環(huán)機制，不同于采用實報文傳遞令牌的方式。它與報文傳遞令牌方式相比節(jié)省了主控器的處理時間，提高了總線的傳輸效率，而且它不需要任何總線仲裁的功能。
　　P-NET不采用專用芯片，它對從屬器的通信程序僅需幾千字節(jié)的編碼。這一特點不僅說明它結構簡單，而且說明它更易于開發(fā)和轉化。由于P-NET采用同一微處理器控制節(jié)點的主要任務和通信功能，所以它比獨立芯片/微處理器結構節(jié)省了選擇波特率和設置節(jié)點地址的dip開關。
　　“小系統(tǒng)，低成本”是P-NET總線主要特征。
　　2） 易于擴展
　　P-NET總線結構簡單，系統(tǒng)開放，給用戶留有充分的擴展空間。它的總線管理系統(tǒng)VIGO是一種OLE自動化服務器，可以很方便地與適應OLE自動化的標準應用相結合，例如：Excel和Access。此外，用戶通過面向對象語言，如：Visual Basic, Delphi, Visual C++等設計擴展應用時，可以將總線裝置作為對象使用，并可將單獨的外部測量像內(nèi)部變量一樣使用。同時它還允許通過支持WINDOWS的任意網(wǎng)絡，在工作站、PC和服務器之間傳遞面向對象的數(shù)據(jù)。這使得總線數(shù)據(jù)可以在整個管理系統(tǒng)或Intranet中顯示和控制。
　　實際上，VIGO現(xiàn)場總線管理系統(tǒng)十分類似于目前流行的LINUX操作系統(tǒng)，它提供了一個強大的鏈接環(huán)境，任何用戶需要的應用程序都可以通過標準接口掛接在它的平臺上。P-NET這種易于擴展的特性是其他總線系統(tǒng)無法比擬的。