PROFIBUS現(xiàn)場總線技術及其在電力行業(yè)中的應用

作者：時間：2012-06-06 來源：網(wǎng)絡

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一、引言

　　20世紀中期，我國引進了一批先進的大型火電機組，同時也把分散控制系統(tǒng)和PLC引進了中國。一般在汽機、鍋爐應用DCS，在電廠輔助系統(tǒng)中使用PLC控制。近年來，隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，現(xiàn)場總線的概念越來越多的應用到各種領域。一個新的名詞-FCS（FIELDBUS CONTROL SYSTEM）已深入到各種過程控制領域，而且在國外的電廠已開始廣泛應用。使用現(xiàn)場總線技術，可以減少用于連接分散的I/O設備的電纜，可以減少用于連接儀表的電纜并增加可靠性，因此可以大量的節(jié)省機械安裝、連接和布線的成本、并增加了系統(tǒng)的可靠性。

二、現(xiàn)場總線技術

　　2.1 現(xiàn)場總線的概念

　　現(xiàn)場總線是用于過程自動化和制造自動化，連接傳感器、控制器和執(zhí)行器等現(xiàn)場設備的一種全數(shù)字化、全分散化、智能、雙向、多變量、多站的通信系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線的特點:可靠性高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強，通信速率快，系統(tǒng)安全，符合環(huán)境保護要求、價格低、維護成本低。

　　傳統(tǒng)的4-20mA信號連接，信息量有限，嚴重制約了企業(yè)信息集成和企業(yè)綜合自動化的實現(xiàn)。現(xiàn)場總線技術把孤立的現(xiàn)場級設備帶進了企業(yè)信息網(wǎng)絡中。

　　2.2 Profibus 技術介紹

　　當前現(xiàn)場總線的標準很多，如Profibus、FF、Lonworks、WorldFIP等，目前的現(xiàn)場總線技術正趨于統(tǒng)一，國際電工委員會制定了IEC 61158的國際標準。

　　Profibus是德國于90年代初制訂的國家工業(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議標準，代號DTN19245，目前是IEC 61158國際標準中的Type3部分?，F(xiàn)在它成為不依賴于設備生產(chǎn)商、開放的、國際化的現(xiàn)場總線標準之一。廣泛應用于制造自動化、流程工業(yè)自動化、樓宇、交通、電力等領域的自動化控制系統(tǒng)中。

　　Profibus網(wǎng)絡協(xié)議也是以ISO的OSI七層參考模型為基礎，對第三層到第六層進行了簡化。

　　TEC61158中Type3的第一部分定義了Profibus的物量層和鏈路層協(xié)議，其技術指標如下:

　　物理接口標準：EIA RS-485

　　網(wǎng)絡接口：sub-D9 芯插頭

　　網(wǎng)絡拓撲：線性總線兩端加終端電阻

　　存取方式:鏈路層采用混合介質存取方式，主站間按令牌環(huán)方式，主站和從站間按主從方式工作。

　　站點數(shù):主從站最多127個，每段最多32站，段間采用中繼器連接。

　　電纜:屏敝雙絞線截面>0.22mm2，阻抗120Ω

　　傳輸波特率：9.6k——-l2M

　　傳輸距離:1200m以下，與傳輸波特率成反比，可用Repeater（中繼器）增加傳輸距離。

　　TEC61158中Type3的第二部分定義了應用層協(xié)義，稱為FMS。FMS提供強有力的通信功能。

　　TEC61158中Type3的第三部分定義了DP協(xié)議，用于傳感器和執(zhí)行器級的高速數(shù)據(jù)傳輸:其傳輸速率可達12Mbit/s，一般構成單主站系統(tǒng)，在SIMATIC中FMS和DP可混合工作。