現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS技術(shù)指南

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1、現(xiàn)場(chǎng)總線（PROFIBUS）技術(shù)指南編輯：菲尼克斯北京辦事處－張昊二零零八年十二月十七日目錄第一章：現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及PROFIBUS31.1?現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)地由來(lái)31.1.5?現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備地串行通信接口是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)地原形41.2?現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概念51.2.1?現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)51.2.2?現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)產(chǎn)生地意義51.2.3?基于現(xiàn)場(chǎng)總線地現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)自動(dòng)化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)51.3?現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)71.4?如何面對(duì)眾多地現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)81.5?對(duì)面臨選擇地用戶談個(gè)人看法并提出建議8第二章：現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS技術(shù)要點(diǎn)92.1?PROFIBUS概貌92.

2、2?PRFIBUS基本特性92.2.2.1用于DP/FMS地RS485傳輸技術(shù)102.2.2.2?RS-485傳輸設(shè)備安裝要點(diǎn)112.2.2.3?用于PA地IEC1158-2傳輸技術(shù)122.2.2.4?IEC1158傳輸設(shè)備安裝要點(diǎn)132.2.3?PROFIBUS總線存取協(xié)議152.3?PROFIBUS-DP162.3.1.6?同步和鎖定模式202.3.1.7?保護(hù)機(jī)制202.3.2?擴(kuò)展DP功能202.3.3?電子設(shè)備數(shù)據(jù)文件（GSD）20第一章：現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及PROFIBUS1.1?現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)地由來(lái)1.1.1?CIMS體系結(jié)構(gòu)及工業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)

3、構(gòu)地層次劃分?根據(jù)工廠管理、生產(chǎn)過(guò)程及功能要求,CIMS體系結(jié)構(gòu)可分為5層,即工廠級(jí)、車(chē)間級(jí)、單元級(jí)、工作站級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí).簡(jiǎn)化地CIMS則分為3層,即工廠級(jí)、車(chē)間級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí).在一個(gè)現(xiàn)代化工廠環(huán)境中,在大規(guī)模地工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制中,工業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)同樣分為這三個(gè)層次,與簡(jiǎn)化地網(wǎng)絡(luò)層次相對(duì)應(yīng).如圖1-1所示.此主題相關(guān)圖片如下,點(diǎn)擊圖片看大圖：22/22圖1-1：簡(jiǎn)化地CIMS網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)?1.1.2?現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)自動(dòng)化監(jiān)控及信息集成是工廠自動(dòng)化及CIMS不可缺少地重要部分.????現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)自動(dòng)化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)主要完成底層設(shè)備單機(jī)控制、連機(jī)控制

4、、通信連網(wǎng)、在線設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行、生產(chǎn)數(shù)據(jù)地采集、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)等功能,保證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備高質(zhì)量完成生產(chǎn)任務(wù),并將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備生產(chǎn)及運(yùn)行數(shù)據(jù)信息傳送到工廠管理層,向工廠級(jí)MIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù).同時(shí)也可接受工廠管理層下達(dá)地生產(chǎn)管理及調(diào)度命令并執(zhí)行之.因此,現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化及CIMS系統(tǒng)地基礎(chǔ).1.1.3?傳統(tǒng)地現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)自動(dòng)化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)???傳統(tǒng)地現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)自動(dòng)化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)（包括：基于PC、PLC、DCS產(chǎn)品地分布式控制系統(tǒng)）,其主要特點(diǎn)之一是,現(xiàn)場(chǎng)層設(shè)備與控制器之間地連接是一對(duì)一（一個(gè)I/

5、O點(diǎn)對(duì)設(shè)備地一個(gè)測(cè)控點(diǎn)）所謂I/O接線方式,信號(hào)傳遞4-20mA（傳送模擬量信息）或24VDC（傳送開(kāi)關(guān)量信息）信號(hào).如圖1-2所示：此主題相關(guān)圖片如下,點(diǎn)擊圖片看大圖：22/22圖1-2：傳統(tǒng)地現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)自動(dòng)化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)?1.1.4?系統(tǒng)主要缺點(diǎn)???????（1）信息集成能力不強(qiáng)：?控制器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間靠I/O連線連接,傳送4-20mA模擬量信號(hào)或24VDC等開(kāi)關(guān)量信號(hào),并以此監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備.這樣,控制器獲取信息量有限,大量地?cái)?shù)據(jù)如設(shè)備參數(shù)、故障及故障紀(jì)錄等數(shù)據(jù)很難得到.底層數(shù)據(jù)不全、信息集成能力不強(qiáng),不能完全滿足CIMS系統(tǒng)對(duì)底

6、層數(shù)據(jù)地要求.???????（2）系統(tǒng)不開(kāi)放、可集成性差、專業(yè)性不強(qiáng)：除現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備均靠標(biāo)準(zhǔn)4-20mA/24VDC連接,系統(tǒng)其它軟、硬件通常只能使用一家產(chǎn)品.不同廠家產(chǎn)品之間缺乏互操作性、互換性,因此可集成性差.這種系統(tǒng)很少留出接口,允許其它廠商將自己專長(zhǎng)地控制技術(shù),如控制算法、工藝流程、配方等集成到通用系統(tǒng)中去,因此,面向行業(yè)地監(jiān)控系統(tǒng)很少.???????（3）可靠性不易保證：對(duì)于大范圍地分布式系統(tǒng),大量地I/O電纜及敷設(shè)施工,不僅增加成本,也增加了系統(tǒng)地不可靠性.???????（4）可維護(hù)性不高：由于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備信息不全,現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備地在線故障診

7、斷、報(bào)警、記錄功能不強(qiáng).另一方面也很難完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備地遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定、修改等參數(shù)化功能,影響了系統(tǒng)地可維護(hù)性.1.1.5?現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備地串行通信接口是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)地原形?由于大規(guī)模集成電路地發(fā)展,許多傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化,即內(nèi)置CPU控制器,完成諸如線性化、量程轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波甚至回路調(diào)節(jié)等功能.因此,對(duì)于這些智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備增加一個(gè)串行數(shù)據(jù)接口（如RS-232/485）是非常方便地.有了這樣地接口,控制器就可以按其規(guī)定協(xié)議,通過(guò)串行通信方式（而不是I/O方式）完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備地監(jiān)控.如果設(shè)想全部或大部分現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都具有串行通信接口并具有統(tǒng)

8、一地通信協(xié)議,控制器只需一根通信電纜就可將分散地現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接,完成對(duì)所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備地監(jiān)控,這就是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)地初始想法.?1.1.6?現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)地產(chǎn)生