按照ISO/OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型，PROFIBUSPA含有第1、2、7三層和一個(gè)附加的用戶層（第8層）；其中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層定義的是傳輸介質(zhì)和訪問(wèn)總線的協(xié)議。在第七、八層定義的就是PA的應(yīng)用規(guī)范和設(shè)備行規(guī)。
設(shè)備行規(guī)以DP為基礎(chǔ)，對(duì)PA總線設(shè)備、儀表的功能塊(物理塊、變送器塊和模擬輸入塊等)以及功能塊參數(shù)等進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定。當(dāng)前已定義了行規(guī)的設(shè)備包括:變送器、分析儀器、執(zhí)行器、數(shù)字輸入、數(shù)字輸出。行規(guī)保證了不同廠家的儀表之間可以實(shí)現(xiàn)互換和互操作。全世界所有生產(chǎn)儀表的廠家只要按照PROFIBUSPA的行規(guī)生產(chǎn)制造產(chǎn)品，之后通過(guò)相應(yīng)測(cè)試機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)和認(rèn)證，其設(shè)備均可連于該總線上，目前全球各個(gè)廠商生產(chǎn)的PA設(shè)備已超過(guò)260多種，在污水處理、冶金、建材、電力生產(chǎn)、造紙、煙草、石化、化工、制藥、蔬菜生產(chǎn)等眾多領(lǐng)域中廣泛使用，充分體現(xiàn)了PA總線良好的開(kāi)放特性。
由于PROFIBUS－PA的這種開(kāi)放性，用戶在使用現(xiàn)場(chǎng)總線時(shí)無(wú)論是對(duì)其核心部件如耦合器和鏈接器，還是儀表、導(dǎo)線、連接頭等都有很大的選擇自由。在當(dāng)今世界上已安裝的近16萬(wàn)個(gè)PA節(jié)點(diǎn)中，絕大部分產(chǎn)品均來(lái)自于眾多的PA支持廠家，如Siemens、ABB、P＋F、E＋H、Fisher－Rosmount、Wago、Krohne等，這充分體現(xiàn)了PA總線的開(kāi)放性和國(guó)際化特點(diǎn)。
從網(wǎng)絡(luò)層次上看，PA在整個(gè)系統(tǒng)中處于最底層，直接鋪設(shè)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，串行連接位于生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)最前沿的各類設(shè)備和儀表，如閥門(mén)定位器、壓力/差壓、溫度變送器、分析儀、流量計(jì)、液位計(jì)、I/O模塊等，其上層是高速的PROFIBUS－DP總線。通過(guò)這樣的雙層總線結(jié)構(gòu)，就可以完整實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及對(duì)設(shè)備的控制和管理，如下圖所示。
圖中共有四種顏色的傳輸導(dǎo)線，墨綠色的是上層以太網(wǎng)，速率為10/100Mbps，紫色線是PROFIBUSDP，速率從9.6kbps-12Mbps可調(diào)，藍(lán)色和黑色線是PROFIBUSPA，分別用于危險(xiǎn)區(qū)和一般區(qū)域，采用固定速率31.25kbps。
眾所周知，任何一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的信號(hào)傳輸都需要遵循一定的規(guī)范，使用某類物理介質(zhì)或?qū)Ь€進(jìn)行串行或并行通訊，并對(duì)通訊信號(hào)進(jìn)行編碼，以便接收方按事先約定的協(xié)議規(guī)范識(shí)別信號(hào)的具體含義。PROFIBUSPA也是一樣，信號(hào)的傳送遵循PROFIBUS－DLL協(xié)議，采用符合MBP-iS的物理介質(zhì)進(jìn)行串行通訊，并使用曼徹斯特編碼的位同步數(shù)據(jù)傳輸，8位/字符，防錯(cuò)的起止界定符，信號(hào)電壓為0.75Vss～1Vss，并能夠?qū)崿F(xiàn)本安操作。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線和樹(shù)形結(jié)構(gòu)，每網(wǎng)段最多可連接32個(gè)站（儀表或執(zhí)行器），當(dāng)總線長(zhǎng)度不夠時(shí)最多可用4個(gè)中繼器進(jìn)行擴(kuò)展。以上是IEC61158－2的技術(shù)規(guī)定，在流程工業(yè)中使用的現(xiàn)場(chǎng)總線均符合這些要求。
PROFIBUS－PA的特點(diǎn)
PROFIBUS－PA具有現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)所有的優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)放性、互換性、互操作、全數(shù)字雙向通訊等。多臺(tái)設(shè)備由總線直接供電，不僅節(jié)約了I/O模塊、電源箱、配電柜、供電線，與傳統(tǒng)的4－20mA儀表點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接方式相比，還節(jié)約了大量的電纜線、匯線槽、接線柜、端子箱等。此外，由于耦合器本身集成了隔離柵和終端器，因而不再需要傳統(tǒng)的隔離柵/隔離電路和單獨(dú)分立的匹配電阻。
尤其值得一提的是PROFIBUS－PA總線具有的“即插即用”功能。不僅大大方便了工程組態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)，減少停機(jī)時(shí)間，而且增加設(shè)備的利用率，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在諸如冶金、電力生產(chǎn)、石化、化工等領(lǐng)域停機(jī)一天的損失常常以百萬(wàn)元單位計(jì)量。
由PTB和一些著名的生產(chǎn)制造商聯(lián)合測(cè)試和完成的FISCO（現(xiàn)場(chǎng)總線本安概念）模型保證了PA現(xiàn)場(chǎng)總線可用于危險(xiǎn)區(qū)域并實(shí)現(xiàn)“即插即用”概念。該模型的主要特點(diǎn)是只有一臺(tái)供電設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)總線相連。其它設(shè)備均為耗電設(shè)備。這樣做不僅可以減少故障發(fā)生的概率，同時(shí)也增加了接于總線上設(shè)備和儀表的數(shù)量。由于只有一臺(tái)總線電源供電，因此只有這臺(tái)設(shè)備（耦合器）需要配備限電/限壓安全回路。
從1996年P(guān)ROFIBUS－PA開(kāi)始安裝以來(lái)，在全球每年安裝的PA節(jié)點(diǎn)數(shù)都以超過(guò)100％的速率增長(zhǎng)，據(jù)PROFIBUS國(guó)際組織統(tǒng)計(jì)，2001年P(guān)A節(jié)點(diǎn)的安裝數(shù)量約為6.5萬(wàn)臺(tái)。到目前為止，現(xiàn)場(chǎng)安裝的PA節(jié)點(diǎn)總量已超過(guò)15萬(wàn)臺(tái)。在中國(guó)，PROFIBUS－PA也正在以同樣的速率高速增長(zhǎng)！