Profibus-DP現(xiàn)場總線在水電廠監(jiān)控中的應用

　　1 現(xiàn)場總線技術概述

　　現(xiàn)場總線是安裝在生產過程區(qū)域的現(xiàn)場設備／儀表與控制室內的自動控制裝置／系統(tǒng)之間的一種串行、數(shù)字式、多點、雙向通信的數(shù)據(jù)總線。其中“生產過程”包括斷續(xù)生產過程和連續(xù)生產過程兩類。或者說，現(xiàn)場總線是以單個分散的數(shù)字化智能化的測量和控制設備作為網(wǎng)絡節(jié)點，用總線相連接，實現(xiàn)相互交換信息，共同完成自動控制功能的網(wǎng)絡系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。Profibus支持Type3現(xiàn)場總線是一種國際化、開放式、不依賴于設備生產商的現(xiàn)場總線標準，用于工廠自動化系統(tǒng)三級網(wǎng)絡中的底層，即車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設備層數(shù)據(jù)通信與控制，適用于分散的、具有通訊接口的現(xiàn)場受控設備對底層設備有較高的數(shù)據(jù)集成和遠程診斷、故障報警及數(shù)字化要求的系統(tǒng)。

　　2 Profibus-DP及其主要特性

　　Profibus-DP（DecentralizedPeriphery）：是一種經過優(yōu)化的高速便宜的通信連接，專為自動化控制系統(tǒng)與分散的I／0設備級之間通信使用而設計的。它可取代24VDC或4～20mA信號傳輸。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。總線循環(huán)時間必須要比主站（PIE）程序循環(huán)時間短。此外，Profibus-DP還提供智能化現(xiàn)場設備所需的非周期性通信以進行組態(tài)、診斷和報警處理及復雜設備在運行中參數(shù)的確定。

　　Profibus-DP的基本功能和特性如下：

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

　　（2）分布式結構：各主站間令牌傳遞，主站與從站為主一從傳送。每段可達32個站，用連接器連接段，最多可達126個從站。

　　（3）易于安裝：總線結構使得一個站點的裝卸載不影響其它站點的正常工作，系統(tǒng)的安裝還可以分別進行，后期安裝的系統(tǒng)不會對前期安裝的系統(tǒng)造成妨礙。

　　（4）診斷功能：經過擴展的Profibus-DP的診斷功能能對故障進行快速定位，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。

　　（6）可靠性和保護機制。

　　每個系統(tǒng)包括3種類型的設備：

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

　　（2）二級DP主站，指組態(tài)設備、編程器、或操作面板，完成各站點的數(shù)據(jù)讀寫、系統(tǒng)配置、故障診斷等。

　　（3）DP從站，指進行輸入輸出信息采集和發(fā)送的外圍設備（如PIE，分散式I／O，驅動器、傳感器、執(zhí)行機構等）