現場總線技術介紹和現場總線系統應用研究

　　Profibus現場總線

　　PROFIBUS是過程現場總線(ProcessFieldBus)的縮寫。它是IEC61158和IEC61784所規定的現場總線標準，PROFIBUS由三個兼容部分組成，即PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS。

　　PROFIBUS-DP是一種高速低成本通訊系統，主要應用于自動化系統中單元級和現場級通訊。它按照ISO/OSI參考模型定義了物理層、數據鏈路層和用戶接口，傳輸技術采用RS-485雙絞線電纜和光纜，波特率從9.6kbps到12Mbps；支持單主或多主系統令牌傳輸方式，總線上最大站點數為126個。采用雙絞線則最大通訊距離為1200m(通信速率為93.75kpbs)，若采用中繼器可延長至10km。采用光纖則距離可延長至幾十公里且可達到12Mbps的通訊速率。

　　PROFIBUS-PA專為過程自動化設計，可使變送器與執行器連接在一根總線上，并提供本質安全和總線供電特性。PROFIBUS-PA采用擴展的PROFIBUS-DP協議，另外還有現場設備描述的PA行規。通訊介質采用雙絞線，傳輸率為31.25kbps，距離可達1900m。每段最多32個站點。

　　PROFIBUS-FMS定義了主站與主站之間的通訊，根據ISO/OSI參考模型定義了物理層、鏈路層和應用層，其中應用層包含了現場總線報文規范FMS(FieldMessageSpecification)和低層接口LLI(LowerLayerInterface),最高通信速率為12Mbps(通信距離不超過100m)。

　　FF現場總線

　　FF現場總線系統由低速H1總線和高速以太網H2組成。其傳輸介質為雙絞線。H1總線主要用于生產現場，速率為31.25kbps，兩線制信號傳輸并同時向現場設備供電，具備本質安全特征。H2總線主要面向過程控制級、遠程I/O和高速工廠自動化的應用，采用100Mbps高速以太網協議。

　　通過上面的介紹可以對Profibus和FF總線相比較，FF較適合連續量控制（取代4~20mA模擬量），而Profibus較適合離散量控制。Profibus和FF總線在國內外電廠均有成功的應用。

　　3某電廠機組主廠房外水系統現場總線選取

　　主廠房外水系統的工藝特點

　　◇重要性

　　各輔助系統（車間）的運行狀況關系到整個電廠的正常運行。某套系統一旦出現問題，必須及時處理，積極聯絡，合理調整，否則將影響全廠機組的安全經濟運行。

　　◇分散性

　　化學補給水處理系統、凝結水精處理系統、機組汽水取樣/化學加藥系統、凈水處理系統、廢水處理系統、循環水加氯控制系統、生活污水處理系統等采用獨立系統（車間），遍布于全廠，相互之間距離較遠。

　　◇非連續性

　　各輔助系統大都是間歇式運行，即在一定的要求后才進行操作，滿足一定的條件后，系統停止運行，等待下一次運行。只有凝結水精處理系統系統需要隨機組長期連續運行。

　　◇開關量控制為主

　　開關量控制占輔助系統控制的絕大部分，大量的閥門、電磁閥、電動機等要受聯鎖條件的邏輯控制，主要以設備的狀態、閥門的開關、電機的啟停、壓力流量和料液位的限值等條件進行控制。模擬量控制集中體現在各加藥控制環節上。

　　◇運行環境條件

　　各輔助系統（車間）運行環境較復雜，部分車間往往粉塵較大、環境溫度及濕度變化范圍較大、部分車間有防腐蝕要求、部分車間有防爆要求。

　　根據主廠外水系統的控制特點，結合各現場總線標準的特點及應用領域，在某電廠機組主廠房外水系統選用Profibus-DP和FF現場總線兩種總線解決方案進行控制。