Profibus現(xiàn)場總線設(shè)計概要
1 引言
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/156002.htm采用fcs(總線控制系統(tǒng))的企業(yè)用于生產(chǎn)管理的局域網(wǎng)能夠與用于自動控制的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)緊密銜接。現(xiàn)場總線是將自動化最底層的現(xiàn)場控制器和現(xiàn)場智能儀表設(shè)備互連的實(shí)時控制通訊網(wǎng)絡(luò),遵循iso/osi開放系統(tǒng)互連參考模型的全部或部分通訊協(xié)議。fcs 則是用開放的現(xiàn)場總線控制通訊網(wǎng)絡(luò)將自動化最底層的現(xiàn)場控制器和現(xiàn)場智能儀表設(shè)備互連的實(shí)時網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
2 現(xiàn)場總線概要
它將傳感測量、補(bǔ)償計算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場設(shè)備中完成,僅靠現(xiàn)場設(shè)備即可完成自動控制的基本功能,并可隨時診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)?,F(xiàn)場總線設(shè)備能處理各種參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)信息及故障信息,具有很高的智能,能在部件、甚至網(wǎng)絡(luò)故障的情況下獨(dú)立工作,大大提高了整個控制系統(tǒng)的可靠性和容錯能力。
由于現(xiàn)場設(shè)備本身已可完成自動控制的基本功能,使得現(xiàn)場總線已構(gòu)成一種新的全分布式控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),不再需要一個中央控制計算機(jī),實(shí)現(xiàn)真正的分布式控制。從根本上改變了現(xiàn)有dcs集中與分散相結(jié)合的集散控制系統(tǒng)體系,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高了可靠性。
工作在現(xiàn)場設(shè)備前端,作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場總線,是專為在現(xiàn)場環(huán)境工作而設(shè)計的,它可支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線等,具有較強(qiáng)的抗干擾能力,能采用兩線制實(shí)現(xiàn)送電與通信,并可滿足本質(zhì)安全防爆要求等。
傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)每個儀表都需要一條線連到中央控制室,在中央控制室裝備一個大配線架。而在fcs系統(tǒng)中多臺現(xiàn)場設(shè)備可串行連接在一條總線上,這樣只需極少的線進(jìn)入中央控制室,大量節(jié)省了布線費(fèi)用,同時也降低了中央控制室的造價。由于現(xiàn)場總線系統(tǒng)中分散在設(shè)備前端的智能設(shè)備能直接執(zhí)行多種傳感、控制等,也不再需要dcs系統(tǒng)的信號調(diào)理、轉(zhuǎn)換、隔離技術(shù)等功能單元及其復(fù)雜接線,用工控pc機(jī)作為操作站,從而節(jié)省了一大筆硬件投資,由于控制設(shè)備的減少,還可減少控制室的占地面積。
由于現(xiàn)場總線的以上特點(diǎn),特別是現(xiàn)場總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡化,使控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、投運(yùn)到正常生產(chǎn)運(yùn)行及其檢修維護(hù),都體現(xiàn)出優(yōu)越性。
3 現(xiàn)場總線案例
profibus是德國國家標(biāo)準(zhǔn)din 19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)en 50170的現(xiàn)場總線,也是iec標(biāo)準(zhǔn)iec
61158,并且已經(jīng)轉(zhuǎn)化為中國gb國家標(biāo)準(zhǔn)。由profibus-dp、profibus-pa、profibus-fms組成了profibus系列。profibus-dp、profibus-pa通信模型參照了iso/osi參考模型的第1層(物理層)和第2層(數(shù)據(jù)鏈路層);profibus-fms采用了第1層、第2層和第7層(應(yīng)用層),第7層又分為現(xiàn)場總線報文規(guī)范(fms,fiedldbus
message specification)和低層接口(lli,lower layer interface),另外還增加了用戶層。如表1所示profibus通信模型。profibus提供了三種通信協(xié)議類型。
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