Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線在水電廠監(jiān)控中的應(yīng)用

　　1 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述

　　現(xiàn)場(chǎng)總線是安裝在生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備／儀表與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置／系統(tǒng)之間的一種串行、數(shù)字式、多點(diǎn)、雙向通信的數(shù)據(jù)總線。其中“生產(chǎn)過程”包括斷續(xù)生產(chǎn)過程和連續(xù)生產(chǎn)過程兩類。或者說，現(xiàn)場(chǎng)總線是以單個(gè)分散的數(shù)字化智能化的測(cè)量和控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，用總線相連接，實(shí)現(xiàn)相互交換信息，共同完成自動(dòng)控制功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。Profibus支持Type3現(xiàn)場(chǎng)總線是一種國際化、開放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，用于工廠自動(dòng)化系統(tǒng)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)中的底層，即車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制，適用于分散的、具有通訊接口的現(xiàn)場(chǎng)受控設(shè)備對(duì)底層設(shè)備有較高的數(shù)據(jù)集成和遠(yuǎn)程診斷、故障報(bào)警及數(shù)字化要求的系統(tǒng)。

　　2 Profibus-DP及其主要特性

　　Profibus-DP（DecentralizedPeriphery）：是一種經(jīng)過優(yōu)化的高速便宜的通信連接，專為自動(dòng)化控制系統(tǒng)與分散的I／0設(shè)備級(jí)之間通信使用而設(shè)計(jì)的。它可取代24VDC或4～20mA信號(hào)傳輸。Profibus-DP使用物理層，數(shù)據(jù)鏈接層（第1，2層）和用戶接口，用于現(xiàn)場(chǎng)層的高速數(shù)據(jù)傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息?？偩€循環(huán)時(shí)間必須要比主站（PIE）程序循環(huán)時(shí)間短。此外，Profibus-DP還提供智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報(bào)警處理及復(fù)雜設(shè)備在運(yùn)行中參數(shù)的確定。

　　Profibus-DP的基本功能和特性如下：

　　（1）遠(yuǎn)距離高速通信：波特率從9．6kbit／s～12Mbit／s；最大距離12Mbps時(shí)100m，1．5Mbps時(shí)200m，還可以用中繼器加長(zhǎng)。

　?。?）分布式結(jié)構(gòu)：各主站間令牌傳遞，主站與從站為主一從傳送。每段可達(dá)32個(gè)站，用連接器連接段，最多可達(dá)126個(gè)從站。

　?。?）易于安裝：總線結(jié)構(gòu)使得一個(gè)站點(diǎn)的裝卸載不影響其它站點(diǎn)的正常工作，系統(tǒng)的安裝還可以分別進(jìn)行，后期安裝的系統(tǒng)不會(huì)對(duì)前期安裝的系統(tǒng)造成妨礙。

　?。?）診斷功能：經(jīng)過擴(kuò)展的Profibus-DP的診斷功能能對(duì)故障進(jìn)行快速定位，診斷信息在總線上傳輸并由主站采集。

　　（5）開放式通信網(wǎng)絡(luò)。

　?。?）可靠性和保護(hù)機(jī)制。

　　每個(gè)系統(tǒng)包括3種類型的設(shè)備：

　　（1）一級(jí)DP主站，即中央控制器（如PC、PLC），可與其它站交換信息。

　?。?）二級(jí)DP主站，指組態(tài)設(shè)備、編程器、或操作面板，完成各站點(diǎn)的數(shù)據(jù)讀寫、系統(tǒng)配置、故障診斷等。

　　（3）DP從站，指進(jìn)行輸入輸出信息采集和發(fā)送的外圍設(shè)備（如PIE，分散式I／O，驅(qū)動(dòng)器、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等）