PROFIBUS現(xiàn)場總線及其在開放控制系統(tǒng)中的應用
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通過PROFIBUS-DP連接生產現(xiàn)場的變送器、執(zhí)行器、閥門和各種I/O處理模塊。各個I/O處理模塊既可以與中央處理單元、電源等安裝在機柜內，也可以分散安裝在現(xiàn)場的信號箱內以便節(jié)省信號電纜、減少施工費用?，F(xiàn)場信號處理層完成與現(xiàn)場信號的連接，對輸入信號進行采集與轉換、對輸出信號進行限幅等。現(xiàn)場智能模塊具有看門狗定時、多級隔離、自動診斷、輸出反饋以及系統(tǒng)故障時輸出切換到安全狀態(tài)等功能。
4.2控制層
系統(tǒng)控制層由多臺現(xiàn)場控制站組成。控制站由中央處理單元、電源系統(tǒng)和現(xiàn)場總線連接的現(xiàn)場處理單元組成。系統(tǒng)控制層主要完成各種信號的綜合處理（物理轉換、報警檢查等）、回路的計算和處理、邏輯回路的處理、先進控制算法的執(zhí)行等。隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)表現(xiàn)出越來越多的優(yōu)越性，如無硬盤，不需風扇，抗震動，耐高溫，體積小，功耗低，軟硬件可裁減，可靠性高，實時性強，適應惡劣環(huán)境等?，F(xiàn)場控制站逐漸采用嵌入式軟硬件實現(xiàn)。目前市場上出現(xiàn)許多嵌入式產品，如嵌入式控制器PC/104和各種PC-Based設備以及各種嵌入式操作系統(tǒng)，如Windows CE、QNX、VxWorks等。
4.3 系統(tǒng)操作層
系統(tǒng)操作層通過100 Mbit/s的冗余以太網連接工程師站，操作員站和冗余服務器。操作員站和工程師站運行Windows NT4.0 workstation或以上版本的操作系統(tǒng)和監(jiān)控組態(tài)軟件，服務器運行Windows NT4.0 Server或以上版本的操作系統(tǒng)。工程師站主要完成數(shù)據庫、圖形、控制算法、報表的組態(tài)和事故追憶、變量定義等參數(shù)配置組態(tài)及組態(tài)數(shù)據的下載，并完成在線運行監(jiān)視和管理等功能。操作員站主要完成操作和監(jiān)視功能，包括接受來自操作員的鍵盤、鼠標輸入，進行畫面顯示切換，修改系統(tǒng)的運行參數(shù)，實現(xiàn)對系統(tǒng)的人工干預，如在線參數(shù)修改、控制調節(jié)等。服務器是系統(tǒng)處理的中心，它完成數(shù)據的采集和管理，如數(shù)據庫的管理和維護，操作員站的數(shù)據申請和傳送，系統(tǒng)級設備的管理，打印任務的管理和打印機切換，報警、日志等各種表格的管理。
4.4企業(yè)管理層
系統(tǒng)操作層通過網關連接到企業(yè)管理層。企業(yè)管理層通過大型Client/Server結構的網絡系統(tǒng)與目前流行的ERP企業(yè)資源計劃軟件可構成資源供應、計劃生產和產品銷售綜合管理系統(tǒng)。
5 結論
目前流行的現(xiàn)場總線標準有很多種，如FF、Lonworks、CAN、WorldFIP和HART等。由于各種現(xiàn)場總線技術特點、適用場合不同，再加上各公司和企業(yè)集團受自身商業(yè)利益的驅使，可以預計在以后相當長的時間內會出現(xiàn)各種現(xiàn)場總線并存的情況。各種總線技術相互融合，在工程實踐中合理搭配是目前現(xiàn)場總線技術應用的一個顯著特點。PROFIBUS現(xiàn)場總線是開放的、功能完善的國際現(xiàn)場總線標準之一。PROFIBUS協(xié)議芯片實現(xiàn)簡單、價格低廉、易于推廣，并得到世界上大多數(shù)有影響力的自控設備供應商的支持。這些特點使它在短短幾年內在化工、冶金、機械加工、電力和其它自動控制領域得到迅速推廣和應用。因而PROFIBUS是一種很有前途的現(xiàn)場總線。
參考文獻
［1］陽憲惠.現(xiàn)場總線技術及其應用［M］.北京：清華大學出版社, 1999.
［2］王常力.現(xiàn)場總線與DCS：討論與實踐［J］.自動化博覽，1999,(5).(end)
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