PROFIBUS-DP現場總線在液壓控制系統中的應用

1 引言
　　現場總線是連接智能現場設備和自動化系統的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網絡。現場總線技術的出現和發展，使得建構一種全數字、全分散、全開放的控制系統成為可能，導致了傳統控制系統結構的變革。
　　現場總線技術仍處在不斷的發展中，現在已經出現了許多種現場總線標準，如PROFIBUS、FF、LonWorks、CAN、HART等。各種現場總線各有其特點，應用場合和前景也各不相同，現在仍沒有國際統一的現場總線標準。因此，在選擇現場總線時，必須綜合考慮各方面的因素，使所選擇的現場總線既能滿足系統的實際需要，又能夠符合技術發展的主流。
　　PROFIBUS是目前世界上應用最為廣泛的現場總線技術之一，是德國國家標準DIN 19245和歐洲標準EN 50170的現場總線標準，并在1999年12月成為國際標準IEC 61158的一部分。它包括了波特率可達l2 JI皿 的高速總線豫OFIBUS．DP（H2）和用于過程控制的本安型低速總線PROFIBUS-PA（H1），使其在結構和性能上優越于其他現場總線。與其他現場總線系統相比，PROFIBUS的最大優點是它的普遍性+它廣泛應用在加工制造、過程和樓宇自動化等領域，并可同時實現集中控制、分散控制和混合控制3種方式。
　　PROFIBUS由3個兼容部分組成，即PROFIBUS—DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS．FMS。PROFIBUS—DP是一種高速低成本通信，用于設備級控制系統與分散式I／O的通信。PROFIBUS-PA專用于過程自動化領域。PROFIBUS—FMS則用于車間級監控網絡，其中應用最為廣泛的是PROFIBUS—DP。
　　PROFIBUS—DP是一種高速和便宜的通信連接，它為自動控制系統和設備級分散的I／O之間進行通信使用專門設計。使用PROFIBUS-DP模塊可取代24 v或4—20 mA的串聯式信號傳輸。直接數據鏈路映像（DDLM）提供的用戶接口，使得對數據鏈路層的存取變得簡單方便，傳輸可使用Rs_485傳輸技術或光纖媒體。將PROFIBUS-DP引人液壓控制系統，可以獲得較好的開放性、可靠性，具有較高的性能價格比。
2 PROFIBUS—DP的技術特性
2．1 協議結構
　　PROFIBUS-DP的協議結構符合ISO的開放式系統互連模型，只定義了其中的第1層、第2層和用戶接口，第3層到第7層未加描述。這種協議結構確保了數據傳輸的快速和有效?？偩€存取協議在第2層即現場總線數據鏈路層實現，包括主站之間的令牌傳遞方式和主站和從站之間的主從方式。
2．2 傳輸技術
　　PROFIBUS—DP可以采用RS-485或光纖傳輸技術。當系統運行在電磁干擾很大的環境時使用光纖傳輸。
　　RS-485傳輸技術的基本特征為：
　　網絡拓撲：線性總線，兩端帶有有源的總線終端電阻。
　　傳輸速率：從9．6 Kbps到12 Mbps。
　　傳輸介質：帶屏蔽的雙絞電纜，在抗干擾要求不高時也可取消屏蔽。
　　插頭連接：采用9針D型插頭。
　　站點數：每網段最多32個站，使用中繼器可多達127個站。
2．3 系統的配置
　　PROFIBUS—DP允許構成單主站或多主站系統。系統配置的描述包括：站數、站地址、輸入／輸出地址、輸入／輸出數據格式、診斷信息格式以及所使用的總線參數。每個PROFIBUS—DP系統可包括以下3種不同類型的設備：
　?。?）一類DP主站（DPM1）：一類DP主站是中央控制器，在預定的信息周期內與DP從站交換數據，典型的DPM1如PLC或PC。
　　（2）二類DP主站（DPM2）：二類DP主站是編程器、組態設備或操作面板，在DP系統組態操作時作用，完成系統操作和監視目的。
　?。?）DP從站：DP從站是進行輸入和輸出信息采集和發送的外圍設備（L／O設備、驅動器、HMI、閥門等）。使用PROFIBUS系統，在系統起動之前先要對系統及各站點進行配置和參數化工作。使用基于GSD的組態工具可將不同廠商的設備集成在一個總線系統中 GSD文件是一個用于識別不同PROFIBUS設備的文本文件，它使得DP／PA設備可以被各種組態工具所識別，這也是PROFIBUS開放性的一種體現。