2profibus总线技术2.1 profibus的主要特点(1)profibus是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。(2) profibus由三个兼容部分组成,即profibus-dp(decentralizedperiphery)、profibus- pa(processautomation)和profibus-fms (field busmessage specification)。(3)profibus-dp:是一种高速低成本通信,用于设备级控制系统与分散式i/o的通信。使用profibus-dp可取代办24vdc或4-20ma信号传输。(4)profibus是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络,从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。DCS软件与现场总线模块的集成(5)与其它现场总线系统相比,profibus的*大优点在于具有稳定的国际标准en50170作保证,并经实际应用验证具有普遍性。目前已应用的领域包括加工制造、过程控制和自动化等。profibus开放性和不依赖于厂商的通信的设想,已在10多万DCS软件与现场总线模块的集成成功应用中得以实现。市场调查确认,在德国和欧洲市场中profibus占开放性工业现场总线系统的市场超过40%。profibus有国际有名自动化技术装备的生产厂商支持,它们都具有各自的技术优势并能提供广泛的上等新产品和技术服务。2.2 profibus协议结构profibus协议结构是根据iso7498国际标准,以开放式系统互联网络(osi)作为参考模型。该模型共有七层。profibus-dp:定义了**、二层和用户接口,**层为物理层,**层为数据链路层,第三~六层末使用,第七层为应用层。第三到七层未加描述。用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能,并详细说明了各种不同profibus-dp设备的设备行为。2.3 profibus传输技术(1) profibus提供了三种数据传输类型:(a) 用于dp和fms的rs485传输。(b) 用于pa的iec1158-2传输。(c) 光纤(2) 用于dp/fms的rs485传输技术rs-485传输是profibus*常用的一种传输技术。这种技术通常称之为h2。采用的电缆是屏蔽双绞铜线。2.4 rs-485传输设备安装要点(1) 全部设备均与总线连接。(2) 每个分段上*多可接32个站(主站或站)。(3) 每段的头和尾各有一个总线终端电阻,确保操作运行不发生误差。两个总线终端电阻必须永远有电源。(4)当分段站超过32个时,必须使用中继器连接各段总线。串联的中继器一般不超过3个。中继器没有站地址,但被计算在每段的*多站数中。(5) 电缆*长长度取决于传输速率。如使用a型电缆,则传输速率与长度如表
3 mtl的过程i/o模块3.1 过程i/o的概念传统的过程控制系统是由一个控制器与和之相连的控制室里的i/o子系统组成的,与现场仪表的连接是通过多芯电缆及接线盒。如图1所示,图1中为现场接线盒、2为多芯电缆、3为**栅、4为i/o子系统、5为过程i/o机柜、6为现场总线电缆。
4 foxboro的micro iamicro-i/a系列产品提供了一个可组态的、适合各种分布的和现场自动功能的可组态、可扩展的处理器的通用处理平台。根据不同硬、软件,可以实现控制、设备集成、现场通讯网络集成、用户监视和管理功能。micro-i/a是被设计来运行各种各样的连续、批处理及离散控制的实时控制软件包的,集成各种现场设备及现场总线技术的工作站。**个软件包是集成了控制软件的foxblock,它允许选择各种i/o子系统其中包括profibus-dp。其中心处理器有以下特点:基于pcmcia技术的可堆叠可扩展的开放架构,可适配不同的网络通讯规范,提高了兼容性。可在不同的系统和现场通讯之间进行选择。通过10base2或10baset接口方式可连接到i/a`s的以太网控制总线上,这就为构建中小规模的系统提供可能。还可再挂接到i/a`s的节点总线上,来构成大规模系统。它压缩的封装外型使它适合安装在现场。适应从小到大的系统规模,支持不同的操作系统平台(unix或windows nt),小系统一般采用windows nt平台。
5 应用实例我公司的系统构架如下:(1) 一台aw70,在系统软件是采用的是基于windowsnt的i/a`s的6.3版,应用软件上用aim*at(包括historian历史库、datalink远程通讯工具)。(2) 一个micro-i/a。有profibus接口,能与mtl的卡件连接。(3) 上位的dcs系统的站之间用以太网hub相联。在控制室安装。下位的控制卡件及i/o模块在模块房安装。如图1所示。(4)三个mtl的bim卡件,下挂47个i/o模块(包括模拟输入、模拟输出、触点输入、触点输出、热电阻、热电偶模块)。共269个回路。(5) 组态分为两个层次:mtl的硬件参数设置和i/a`s软件组态。利用mtl的软件通过串行接口直接对bim进行组态,同时可以监视模块运行状态及实时数据。在i/a`s方面,除了i/o通道的编址不同外,其它功能照旧。
这个系统的优点功能齐全且成本很低。但由于是集成两家的产品,所以在模块监测上还不能完全一体化,这是系统的缺点。总体说来,对于小系统,尤其是现场环境恶劣的应用提供了一个很好的思路。