現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)profibus應(yīng)用

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1、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)PROFIBUS應(yīng)用安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制室內(nèi)的自控裝置之間的數(shù)字式、串行和多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線。????????由于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn)，推動(dòng)了現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備和智能儀表的發(fā)展，促進(jìn)了傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)的融合，并推動(dòng)了FCS（以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備為基礎(chǔ)形成的網(wǎng)絡(luò)集成式全分布控制系統(tǒng))的出現(xiàn)、發(fā)展和廣泛應(yīng)用。????????自現(xiàn)場(chǎng)總線概念提出以來(lái)，全球各大知名自控和儀表公司開發(fā)了數(shù)拾種現(xiàn)場(chǎng)總線，目前在全球范圍內(nèi)被廣泛認(rèn)可的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)包括：PROFIBUS、FF、ControlNet、PROFINET、P-NE

2、T等十大總線系統(tǒng)。????????隨著電力改革的深入，實(shí)行廠網(wǎng)分開、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的政策，各電廠為降低運(yùn)行成本、減少設(shè)備檢修維護(hù)成本、縮短維護(hù)周期，實(shí)行狀態(tài)檢修，就需要對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，并將各工藝段自動(dòng)化系統(tǒng)整和在一起?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的出現(xiàn),徹底解決了自動(dòng)化孤島問題，使電廠基于設(shè)備狀態(tài)的檢修成為可能。PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)介紹????????PROFIBUS是目前國(guó)際上通用的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)之一，以其獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)、嚴(yán)格的認(rèn)證規(guī)范、開放的標(biāo)準(zhǔn)、眾多廠商的支持和不斷發(fā)展的應(yīng)用行規(guī)，已成為最重要的和應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。????????PRO

3、FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議包括三個(gè)主要部分：????????PROFIBUSDP：主站和從站之間采用輪循的通訊方式，主要應(yīng)用于自動(dòng)化系統(tǒng)中單元級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信。????????PROFIBUSPA：電源和通信數(shù)據(jù)通過總線并行傳輸，主要用于面向過程自動(dòng)化系統(tǒng)中單元級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通訊。????????PROFIBUSFMS：定義了主站和主站之間的通訊模型，主要用于自動(dòng)化系統(tǒng)中系統(tǒng)級(jí)和車間級(jí)的過程數(shù)據(jù)交換。????????采用PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：????????從圖中可以看出，采用PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)可以分成

4、現(xiàn)場(chǎng)控制層、監(jiān)控層和企業(yè)管理層三層。????????現(xiàn)場(chǎng)控制層????????現(xiàn)場(chǎng)控制層由現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)智能儀表、遠(yuǎn)程I/O和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成。現(xiàn)場(chǎng)控制涉及PROFIBUS協(xié)議PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA兩個(gè)部分。????????PROFIBUS-DP是高速網(wǎng)絡(luò)，通訊速率達(dá)到12M。PROFIBUS-DP可以連接遠(yuǎn)程I/O、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、智能馬達(dá)控制器、人機(jī)界面HMI、閥門定位器、變頻器等智能設(shè)備,一條PROFIBUS-DP總線可以最多連接123個(gè)從站設(shè)備。????????PROFIBUS-DP的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是總線型、星型和

5、樹型，通訊介質(zhì)可以是屏蔽雙絞線、光纖，也支持紅外傳輸，采用雙絞線時(shí)，不加中繼器最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)1.2公里，最多可以采用9個(gè)中繼器，最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)9公里。采用光纖時(shí)，最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)100公里以上，其中采用多膜光纖，兩點(diǎn)間最遠(yuǎn)距離可達(dá)3公里，采用單膜光纖時(shí)，兩點(diǎn)間最遠(yuǎn)距離可達(dá)3公里。????????PROFIBUS-PA是低速現(xiàn)場(chǎng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)，通訊速率為31.25kb/s,支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接、總線型、混合型、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。PROFIBUS-PA主要用于連接現(xiàn)場(chǎng)智能儀表，如壓力、溫度、液位、流量等變送器及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)等?？梢圆捎闷帘坞p絞線電纜，也可采用

6、非屏蔽雙絞線電纜，可通過總線供電。????????監(jiān)控層????????監(jiān)控層由高速工業(yè)以太網(wǎng)以及連接在總線上的擔(dān)任監(jiān)控作務(wù)的工作站或顯示操作站、工程師站、PLC/DCS控制器組成。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)的通訊速率也在不斷提高，目前工業(yè)級(jí)的千兆以太網(wǎng)已經(jīng)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域大量應(yīng)用。????????企業(yè)管理層????????企業(yè)管理層由各種服務(wù)器和客戶機(jī)組成，主要由SIS、MIS和ERP系統(tǒng)構(gòu)成。其主要目的是在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，將電廠各工藝段(例如DCS系統(tǒng)、輔機(jī)程控系統(tǒng)等）的數(shù)據(jù)和信息(如過程數(shù)據(jù)、報(bào)警信息和設(shè)備狀態(tài)等)進(jìn)行匯總

7、，從而集成企業(yè)的各種信息，實(shí)現(xiàn)與Internet的連接，完成管理、決策和商務(wù)應(yīng)用的各種功能。通過管理層,公司和集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，并通過授權(quán)還可以對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)開放性????????PROFIBUS是一個(gè)完全開放的、與制造商無(wú)關(guān)的、無(wú)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，全球有超過250家公司可以生產(chǎn)超過2000種支持PROFIBUS的系統(tǒng)和設(shè)備。????????PROFIBUS的開放性保證了不同制造廠商的產(chǎn)品的互連，例如西門子公司的DCS或PLC可以通過PROFIBUS連接第三方的遠(yuǎn)程I/O、智能設(shè)

8、備和儀表，這些連接只需要產(chǎn)品制造商提供相應(yīng)的GSD文件或EDD文件，然后進(jìn)行簡(jiǎn)單組態(tài)即可實(shí)現(xiàn)。目前國(guó)際知名的自動(dòng)化系統(tǒng)制造商如：SIEMENS、ABB、EMERSON等和知名的儀表制造商如：S