現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在百萬(wàn)級(jí)核電中的應(yīng)用
加入技術(shù)交流群
1.1現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展歷史：
1984年，美國(guó)儀表協(xié)會(huì)（ISA）下屬的標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)施工作組中的ISA/SP50開(kāi)始制定現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)；1985年，國(guó)際電工委員會(huì)決定由Proway Working Group負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)總線體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)的研究制定工作；1986年，德國(guó)開(kāi)始制定過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線（Process Fieldbus）標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)稱為PROFIBUS，由此拉開(kāi)了現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)制定及其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的序幕。1992年，由Siemens，Rocemount，ABB，F(xiàn)oxboro，Yokogawa等80家公司聯(lián)合，成立了ISP（Interoperable System Protocol）組織，著手在PROFIBUS的基礎(chǔ)上制定現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。1993年，以Honeywell，Bailey等公司為首，成立了World FIP（Factory Instrumentation Protocol）組織，有120多個(gè)公司加盟該組織，并以法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)FIP為基礎(chǔ)制定現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。1994年，ISP和World FIP的北美分部合并成立了現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)（Fieldbus Foundation簡(jiǎn)稱FF），推動(dòng)了現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的制定和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，并于1996年第一季度頒布了低速總線H1的標(biāo)準(zhǔn)，安裝了示范系統(tǒng)，將不同廠商的符合FF規(guī)范的設(shè)備互連構(gòu)成控制系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)，使H1低速總線開(kāi)始步入實(shí)用階段。與此同時(shí)，在不同行業(yè)還陸續(xù)派生出一些有影響的總線標(biāo)準(zhǔn)。它們大都在某些公司標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上逐漸形成，并得到其他公司、廠商、用戶及國(guó)際組織的支持。如德國(guó)Bosch公司推出的CAN（Control Area Network），美國(guó)Echelon公司推出的LonWorks等。
1.2 現(xiàn)場(chǎng)總線在核電站中的應(yīng)用：
中國(guó)田灣核電站以及嶺澳二期百萬(wàn)千瓦級(jí)機(jī)組控制系統(tǒng)采用的是西門子公司的TXP+TXS，使用PROFIBUS總線技術(shù)。浙江三門核電的非安全級(jí)控制將采用西屋公司的OVATION控制系統(tǒng)，將采用FF總線，也就是FOUNDATION FIELDBUS。
2．PROFUBUS總線技術(shù)的特點(diǎn)以及在TXP＋TXS系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1PROFUBUS總線技術(shù)的特點(diǎn)：
獨(dú)立的市場(chǎng)研究證實(shí)，PROFIBUS在歐洲是市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者，且在世界范圍內(nèi)有最高的增長(zhǎng)率。在1997年已安裝的PROFIBUS基本設(shè)備超過(guò)了1,500,0001個(gè)，年增長(zhǎng)到約20-30% 。PROFIBUS 使用兩端有終端的總線拓?fù)湓谶\(yùn)行期間，接入和斷開(kāi)一個(gè)或幾個(gè)站不會(huì)影響其他站的工作，即使在本質(zhì)安全區(qū)也如此。
PROFIBUS 是領(lǐng)先的開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，共有PROFIBUS-DP，PROFIBUS-PA，PROFIBUS-FMS三種類型，提供三種不同的物理層選擇:
RS485:用于DP和FMS
IEC1158-2:用于PA
光纖:用于DP和FMS
PROFIBUS協(xié)議：
PROFIBUS 總線訪問(wèn)協(xié)議（第二層）對(duì)三種PROFIBUS 版本
(FMS/DP/PA)均相同
這使通信透明和FMS/DP/PA 網(wǎng)絡(luò)區(qū)域容易組合
因?yàn)镕MS/DP 使用相同的物理介質(zhì)(RS-485/FO) ，因此它們能組合在同一根電纜上。
2.1.1 PROFIBUS-DP 的特點(diǎn):
代替PLC/PC與I/O之間昂貴的電線
快速，傳輸1千字節(jié)的輸入數(shù)據(jù)和1千字節(jié)的輸出數(shù)據(jù)所需時(shí)間2 ms
強(qiáng)有力的工具，減少組態(tài)和維護(hù)費(fèi)用
被所有主要的PLC制造商支持
有廣泛的產(chǎn)品:PLC,PC,I/O,驅(qū)動(dòng)器,閥,編碼器等
允許周期性和非周期性的數(shù)據(jù)傳輸
單主和多主網(wǎng)絡(luò)
每個(gè)站的輸入和輸出數(shù)據(jù)最多可達(dá)244 字節(jié)
2.1.2 PROFIBUS-PA 的特點(diǎn)：
基于擴(kuò)展的PROFIBUS-DP協(xié)議和IEC1158-2 傳輸技術(shù)
適用于代替現(xiàn)今的4，20mA技術(shù)
僅用一根雙絞線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和供電
通過(guò)串行總線聯(lián)接儀器儀表與控制系統(tǒng)
適用于本質(zhì)安全的EEx 應(yīng)用區(qū)域
可靠的串行數(shù)字傳輸
通過(guò)一根雙絞電纜進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視
對(duì)所有設(shè)備只需一個(gè)工程工具
由于PROFIBUS-PA行規(guī)，保證了互操作性和互換性
儀器儀表的維護(hù)和診斷信息
2.1.3 PROFIBUS-FMS的特點(diǎn):
FMS最佳適用于車間級(jí)智能主站間通用的、面向?qū)ο蟮耐ㄐ?BR>FMS提供一個(gè)MMS-功能子集（MMS 即ManufacturingMessageSpecification,ISO9506)
主要應(yīng)用區(qū)域:
大數(shù)量的數(shù)據(jù)傳輸，例如程序、數(shù)據(jù)塊等等
若干個(gè)分散過(guò)程部分集成到一個(gè)公共過(guò)程中
智能站間的通信
2.2 PROFIBUS在嶺澳二期TXP＋TXS系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.2.1 PROFIBUS在系統(tǒng)中做為系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)
圖1TELEPERM XP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
評(píng)論