現(xiàn)場總線是指安裝在現(xiàn)場設(shè)備與控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線。它是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，是自動化領(lǐng)域中底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)場總線的出現(xiàn)使自動化控制系統(tǒng)步入了信息化、網(wǎng)絡(luò)化的時代，為自動化應(yīng)用開拓了更為廣闊的領(lǐng)域：一對雙絞線上可掛接多個控制設(shè)備， 不僅節(jié)省了安裝費(fèi)用、節(jié)省維護(hù)開銷，同時還提高了系統(tǒng)的可靠性。但同時網(wǎng)絡(luò)通信中數(shù)據(jù)包的傳輸延遲、通信系統(tǒng)的瞬時錯誤和數(shù)據(jù)包丟失、發(fā)送與到達(dá)次序的不一致等故障則會破壞傳統(tǒng)控制系統(tǒng)原本具有的確定性，使得控制系統(tǒng)的分析與綜合變得更復(fù)雜，從而影響到控制系統(tǒng)的性能。因此，現(xiàn)場總線應(yīng)用的基礎(chǔ)是通訊穩(wěn)定。
一、現(xiàn)場總線的概念
1. profibus現(xiàn)場總線的介紹
profibus是符合德國標(biāo)準(zhǔn)（din19245）和歐洲標(biāo)準(zhǔn)（en50170）的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。分為profibus-dp、profibus-fms（現(xiàn)已經(jīng)不再應(yīng)用）、profibus-pa三種行規(guī)。其中dp為分布式外設(shè)間高速數(shù)據(jù)傳輸，主要應(yīng)用于制造業(yè)自動化領(lǐng)域；pa應(yīng)用于過程自動化行業(yè)，符合iec1158-2標(biāo)準(zhǔn)。
profibus本質(zhì)為rs485通信，支持多個設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換，例如典型的主-從系統(tǒng)以及多主多從混合系統(tǒng)等數(shù)據(jù)交換。profibus總線的傳輸速率為9.6kbit/s至12mbit/s，最大傳輸距離在9.6kbit/s下為1200m，在1.5mbit/s為200m，12mbit/s時為100m，可采用中繼器延長至10km，傳輸介質(zhì)為雙絞線或者光纜，最多可掛接127個站點(diǎn)。
2. profinet現(xiàn)場總線的介紹
profinet是由profibus國際組織（profibus international，pi）推出的新一代基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的自動化總線標(biāo)準(zhǔn)。作為一項(xiàng)戰(zhàn)略性的技術(shù)創(chuàng)新，profinet為自動化通信領(lǐng)域提供了一個完整的網(wǎng)絡(luò)解決方案，覆蓋了實(shí)時以太網(wǎng)、運(yùn)動控制、分布式自動化、故障安全以及網(wǎng)絡(luò)安全等自動化領(lǐng)域的新興領(lǐng)域。并且，作為開放的標(biāo)準(zhǔn)，可以完全兼容工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)有的現(xiàn)場總線（如profibus）技術(shù)，即利用了現(xiàn)有的以太網(wǎng)最新的it技術(shù)，又最大限度的兼容了現(xiàn)有的系統(tǒng)和設(shè)備。
二、現(xiàn)場總線的接地規(guī)范
1. 接地和等勢連接
有效的接地和等勢連接對于提高profibus/profinet網(wǎng)絡(luò)的抗干擾性是非常重要的。接地及等勢連接是profibus/profinet正確完成功能的基礎(chǔ)。通訊電纜的屏蔽層的正確接地將有效的降低靜電的干擾。等勢連接則保證了整個網(wǎng)絡(luò)都處在一個“地”電位上，從而防止整個網(wǎng)絡(luò)中的地電流流過profibus電纜的屏蔽層。
2. 保護(hù)地
保護(hù)地是保護(hù)人員不受電擊傷害的基礎(chǔ)。同時，也保護(hù)了設(shè)備或機(jī)器不受漏電的損害。
保護(hù)接地為故障電流提供了一個回路，將故障電流導(dǎo)向大地，并引起熔斷器熔斷或斷路器跳閘，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備斷電。保護(hù)接地的圖標(biāo)為：
圖1 保護(hù)地
3. 功能地
功能地為設(shè)備的屏蔽層提供了一個穩(wěn)定的零電勢參考點(diǎn)。設(shè)備的外殼以及外部的屏蔽應(yīng)該被連接到功能地，從而將屏蔽層上的干擾信號導(dǎo)入地，避免了干擾進(jìn)入設(shè)備。
（1） 有些profibus / profinet設(shè)備專門有一個功能地的端子，須將該端子連接到系統(tǒng)的地。該端子標(biāo)識為：
圖2 功能地
注意，保護(hù)地的端子與該功能地的端子是相互獨(dú)立的。保護(hù)地須連接至系統(tǒng)的保護(hù)地。
（2） 有些設(shè)備的接地是通過din- 導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)的，此時應(yīng)將din- 導(dǎo)軌接地。
（3） 應(yīng)使用具有橫截面積（> 2.5 mm2）的銅線將profibus / profinet站點(diǎn)接地。最好采用帶有黃綠標(biāo)識的接地電纜。
4. 等勢連接
等勢連接系統(tǒng)用于將工廠中不同地點(diǎn)的不同的地電勢進(jìn)行等勢處理，從而避免由于地電勢的不同產(chǎn)生的電流通過profibus / profinet的屏蔽層。
可使用銅線或鍍鋅的接地條做等勢體。
等勢連接應(yīng)保證與接地端子大面積的接觸。
圖3 屏蔽層的連接方式
將所有的profibus / profinet設(shè)備的屏蔽層以及地（如果可能的話）都連接到該等勢系統(tǒng)上。
圖4 系統(tǒng)的等電位連接
將設(shè)備安裝的表面（例如柜內(nèi)的安裝面板或者安裝導(dǎo)軌）與等電位連接系統(tǒng)相連接。
將profibus / profinet的等勢連接于工廠建筑的等勢連接系統(tǒng)盡量多的進(jìn)行連接。
圖5 系統(tǒng)與建筑的等電位連接
如果遇到噴漆的地方，須去除漆面再進(jìn)行導(dǎo)體的連接。
對于連接點(diǎn)以及等電位系統(tǒng)，應(yīng)進(jìn)行防腐處理：例如鍍鋅或涂漆。
使用安全螺釘或端子對接地和等電位系統(tǒng)進(jìn)行連接。使用可鎖定的墊圈，避免由于移動或振動導(dǎo)致的連接松動。
等勢線的終端應(yīng)用套管或線耳進(jìn)行連接，不得錫焊。
盡可能的將等勢線與profibus / profinet電纜靠近。
將電纜槽進(jìn)行連接，并將電纜槽與等電位系統(tǒng)盡可能多的進(jìn)行連接。
圖6 電纜槽連接至等電位系統(tǒng)
如果兩個廠房之間或距離較遠(yuǎn)的地點(diǎn)之間連接的profibus / profinet電纜，須同profibus / profinet電纜一起放置一根等勢線。等勢線的最小截面積須符合iec60364-5-54標(biāo)準(zhǔn)：
o 銅 (copper)為6 mm2 ；
o 鋁 (aluminum)為16 mm2 ；
o 鋼 (steel)為50 mm2。
圖7 等勢線與網(wǎng)線同時放置