現(xiàn)場(chǎng)總線基礎(chǔ)C

現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus簡介西門子電站自動(dòng)化有限公司許立昌電話616Email:lichang.xu@

全電廠范圍、全世界范圍的現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS-PAPROFIBUS-FMS

orEthernet/TCP-IPASIEC1158-2RS-485/FO工業(yè)自動(dòng)化過程自動(dòng)化InternetInternetAS-InterfacePROFIBUS-DP工業(yè)自動(dòng)化及過程自動(dòng)化的通訊總線IPCOSOS用串行的數(shù)字總線替代傳統(tǒng)的24V開關(guān)信號(hào)和4...20mA

模擬信號(hào)通過一根雙芯屏蔽電纜連接中央控制器和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備同樣適用于防爆環(huán)境和有安全要求的應(yīng)用：一個(gè)系統(tǒng)適合于不同的應(yīng)用數(shù)據(jù)和電源通過同一根電纜傳輸（PA）對(duì)于所有的設(shè)備，只需要一個(gè)通用的組態(tài)和工程工具

連接不同廠商的設(shè)備

開放的、不依賴于廠商的現(xiàn)場(chǎng)總線，并符合IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS...節(jié)省硬件及裝配成本

硬件器件數(shù)量減少(I/O，端子，防爆柵)

更簡單、更快速、更經(jīng)濟(jì)的安裝節(jié)省工程及文件歸檔的成本

簡單的組態(tài)(只需一個(gè)對(duì)所有設(shè)備都通用的組態(tài)工具)

顯著改善資產(chǎn)管理

更簡單并且隨時(shí)可以更新的文件管理

工廠靈活性更高

豐富的功能大大提高了工廠的生產(chǎn)率

可靠性增強(qiáng)，縮短停機(jī)時(shí)間

優(yōu)化利用有限的資源及原材料PROFIBUS

為用戶帶來的利益節(jié)約成本，提高靈活性電力工業(yè)和輸配電

電廠自動(dòng)化系統(tǒng) 電廠開關(guān)裝置 電廠保護(hù)裝置

全球已有超過30萬個(gè)成功應(yīng)用廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域19891999安裝數(shù)量設(shè)備安裝數(shù)量已超過3百萬個(gè)*Status:Q4/1999250多家廠商提供了1,900多種PROFIBUS產(chǎn)品產(chǎn)品種類1989199919891999會(huì)員*Status:Q4/1999PROFIBUS國際作為工業(yè)通訊領(lǐng)域世界上最成功的用戶組織，已擁有1000多個(gè)會(huì)員FFAS-IDNCNIB-S技術(shù)定位DN=DeviveNetCN=ControlNetFF=FoundationFieldbusIB-S=InterbusAS-I=AS-Interface應(yīng)用領(lǐng)域過程自動(dòng)化制造業(yè)自動(dòng)化功能低高PROFIBUSPROFIBUS是目前為止唯一能夠提高全廠范圍內(nèi)通用解決方案的現(xiàn)場(chǎng)總線39%remainderNo.228%7%13%13%歐洲市場(chǎng)占有率信息來源:atamonitor,UK世界范圍內(nèi)的市場(chǎng)占有率信息來源:

V

DCorp.21.5%20.4%49.7%remainder8.4%中立機(jī)構(gòu)的市場(chǎng)調(diào)查市場(chǎng)份額18%12%5%17%48%No.2No.3德國市場(chǎng)占有率信息來源:

CONSULTICremainder20%remainderNo.2No.318%16%8%世界范圍內(nèi)市場(chǎng)占有率信息來源:F&S38%OK?每個(gè)設(shè)備測(cè)試實(shí)驗(yàn)室測(cè)試PROFIBUSInternational頒發(fā)認(rèn)證證書NoYesPROFIBUS國際

建立了完善的質(zhì)量認(rèn)證系統(tǒng)，包括一致性測(cè)試和互操作性測(cè)試數(shù)百種產(chǎn)品已經(jīng)經(jīng)過了認(rèn)證在德國和美國已成立了測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，中國的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室也即將成立經(jīng)過測(cè)試的產(chǎn)品及其證書編號(hào)將被列入PROFIBUS電子版產(chǎn)品目錄中產(chǎn)品認(rèn)證第三方質(zhì)量控制RS-485IEC1158-2EthernetFiberOpticPA(ProcessAutomation)EncoderPROFISafe(FailSafe)物理層規(guī)范通訊層規(guī)范應(yīng)用層規(guī)范PROFIBUSEN50170ExtensionsTCP/IP1999to2002DevelopmentsPROFIDrive(MotionControl)...PROFIBUS協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)...應(yīng)用層規(guī)范IECInterfaceIEC1158-2UserLayer(3)-(6)Application(7)DataLink(2)Physical(1)EN50170andPROFIBUS

GuidelinesPROFIBUSProfilesFieldbusDataLink(FDL)FMSRS-485/FiberOpticDP-GrundfunktionenDP-FunctionsISO/OSI模型協(xié)議結(jié)構(gòu)基于國際標(biāo)準(zhǔn)的開放通訊RS-485用于一般應(yīng)用的屏蔽雙絞銅芯電纜IEC1158-2 通過總線供電并且Ex防爆的屏蔽雙芯銅纜傳輸技術(shù)三種針對(duì)不同領(lǐng)域及應(yīng)用需求的傳輸技術(shù)光纖具有最高的EMC防護(hù)等級(jí)，或用于遠(yuǎn)距離的傳輸光纖FOCouplerFOCouplerRS485異步NRZ編碼傳輸屏蔽雙絞電纜每網(wǎng)段32個(gè)站，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最大支持126

個(gè)站網(wǎng)段距離:12Mbps=100m;1.5Mbps=200m;<187.5kbps=1,000m距離可由中繼器擴(kuò)展IEC1158-2同步傳輸（曼特斯特碼），固定波特率31.25kBit/s

本質(zhì)安全以及通過總線供電

屏蔽雙絞電纜每網(wǎng)段距離可達(dá)1,900m（取決于Ex防爆等級(jí)和功率損耗）最多127個(gè)站，每網(wǎng)段10-32個(gè)站（取決于Ex防爆等級(jí)和功率損耗）光纖異步數(shù)據(jù)傳輸，波特率9.6kBit/s

到12MBit/s

可調(diào)支持單模、多模、塑料或PCS/HCS光纖

網(wǎng)絡(luò)距離可以擴(kuò)展到100km傳輸技術(shù)的特點(diǎn)FOFOcouplerFOcouplerFOcouplerFOcoupler冗余總線傳輸技術(shù)提高了系統(tǒng)的可用率及可靠性，并且有效地防止了RS-485或光纖網(wǎng)絡(luò)線纜斷路對(duì)系統(tǒng)的影響冗余FORS-485RS-485訪問機(jī)制PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分為主站和從站兩類PROFIBUS從站（從設(shè)備）被查詢?cè)L問主站，主設(shè)備PLCPLCPC主設(shè)備間采用局域令牌網(wǎng)DP單主站系統(tǒng)主站(Class1)從站PROFIBUSSPS主站(Class2)主控制器周期性地與分布式外設(shè)交換數(shù)據(jù)工程師站用于組態(tài)及調(diào)試從站數(shù)字量或模擬量外設(shè)，例如：分布式I/O，

驅(qū)動(dòng)裝置，

變送器，閥或操作員界面請(qǐng)求響應(yīng)DP-從站DP-主站幀格式SRD-Request,variablelengthofuserdata

DP-主站Syn=SynchronizationTime

SD2=StartDelimitter2LE=LengthDU=DataUnitFCS=FrameCheckSequenceED=EndDelimitterLEr=repeatedLengthDA=DestinationAddressSA=SourceAddressFC=FunctionCodeSRD-Response,variablelenghtofuserdataDP-從站SYNSD2LESD2DASAFCDUFCSEDLErSD2LELErDASAFCDUFCSEDSD2用戶數(shù)據(jù)傳輸Conditions:EachSlavehas2Byteinputand2ByteOutputdataTheminimumSlave-Interval-timeis200Microseconds,Tsdi=37Bittimes,Tsdr=11BittimesDP單主系統(tǒng)總線循環(huán)時(shí)間總線循環(huán)時(shí)間[ms]從站數(shù)12MBit/s1.5MBit/s500kBit/s181410621020302DP多主系統(tǒng)包括： -多個(gè)主站(class1or2) -1至最多124個(gè)DP從站 -一條總線上可以有最多126個(gè)設(shè)備DP多主站系統(tǒng)DP-主站(class1)

DP–從站PLCPROFIBUSPCCNC多個(gè)DP主站可以同時(shí)讀取一個(gè)DP從站的數(shù)據(jù)分布的輸入輸出設(shè)備分布的輸入輸出設(shè)備DP-主站(class2)DP-主站(class1)標(biāo)準(zhǔn)的電子數(shù)據(jù)文件以確保開放的、不依賴于設(shè)備廠商的系統(tǒng)組態(tài)：－GSD文件

包含通訊參數(shù)

－EDD文件

包含應(yīng)用參數(shù)PROFIBUS組態(tài)工具總線組態(tài)PLCPROFIBUSGSD文件庫可從WWW.PROFIBUS.COM網(wǎng)址獲得

系統(tǒng)組態(tài)過程自動(dòng)化的應(yīng)用PROFIBUS控制系統(tǒng)工程工具PROFIBUSIEC1158-2IDP/PA耦合器/連接器

變送器+RS-485或光纖傳輸PA規(guī)范確保設(shè)備的互操作性和互換性PA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備規(guī)范PA規(guī)范定義了不依賴于廠商的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)

PA規(guī)范定義的模擬信號(hào)帶有量程范圍、工程單位和狀態(tài)等信息PA規(guī)范定義了諸如溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)的含義PA規(guī)范定義了通信子集和設(shè)備行為PA規(guī)范采用了基于國際認(rèn)可的功能塊技術(shù)PA規(guī)范支持簡單（單值）和復(fù)雜（多值）的設(shè)備PROFISafe

規(guī)范RS485/IEC1158-2PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

PROFIBUS總線PROFISafe-LayerPROFISafe-LayerPROFISafe

規(guī)范支持PROFIBUS在故障安全領(lǐng)域的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用PROFIBUS故障安全應(yīng)用故障安全應(yīng)用兼容現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)有的4…20mA

或HART儀表可以通過模擬量I/O模板集成到PROFIBUS中PROFIBUSDP/PA耦合器/連接器模擬量I/O模板PROFIBUS現(xiàn)有的4...20mA

設(shè)備現(xiàn)有的

HART儀表4...20mA4...20mAHARTHART+RS-485orFOIEC1158-2技術(shù)開發(fā)PROFIBUS和Ethernet的結(jié)合TCP/