【正文】 arm 14 Buffer Tanks Segment coupler Pepperl+Fuchs PCS Teleperm M Promass 63 Delta pilot S PROFIBUSPA PROFIBUSPA PROFIBUSPA Tank Farm Reactor TMD 834 Valves Samson 典型應(yīng)用 22 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA 在 Bitburger 啤酒廠的應(yīng)用 Control SIMATIC S5 Engineering COMMUWIN II Visualization SISTAR Fiber Optic Industrial Ether 60 buffer and storage tanks PROFIBUSDP RS 485 Segment coupler Pepperl+ Fuchs Valve control Festo Promag 33 Deltapilot S PROFIBUSPA IEC 11582 Siemens ET 200 Coolant Valves Samson 典型應(yīng)用 23 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA 在 Deutsche Shell AG 的應(yīng)用 ?項(xiàng)目于 1997 開始 ?120 桶 1700 m3 ?7000 個(gè)信號(hào) 混 油 Engineering Commuwin II Visualization Honeywell SCAN 3000 Total Plant Batch Software Control room Siemens H1 PLC 1 Simatic S5 PLC 8 PROFIBUSDP Deltapilot S Temperature TMD 834 Segment coupler Pepperl+Fuchs DP/ASi Link Siemens PROFIBUSPA IEC 11582 Liquiphant max. min. Deltapilot S 典型應(yīng)用 24 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 P R O F I B U S 第 三 部 分 安裝與布線 25 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 傳輸特點(diǎn) (1) 高速 (H2), RS 485 (DP,FMS) ? 依據(jù) RS 485，異步 NRZ 傳輸 ? 波特率從 kBit/s 到 12 MBit/s，可選 ? 雙絞屏蔽電纜 ? 每段 32 個(gè)站，最多允許 127 個(gè)站 ? 距離 : 12 MBit/s = 100 m。 MBit/s = 400m。 kBit/s = 1000 m ? 有中繼器距離可延長(zhǎng)到 10 公里 ? 9 針 , D 型插頭 安裝與布線 26 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 低速 (H1), IEC 11582 (PA) ? 同步 Manchester 編碼 , kBit/s ? 本質(zhì)安全 (可選 ) 和通過總線對(duì)站供電 (可選 ) ? 屏蔽或非屏蔽的雙絞電纜 ? 每段距離達(dá) 1900 米，用中繼器可延長(zhǎng)到 10 公里 ? 最多 127 個(gè)站 , 每段 1032 個(gè)設(shè)備 (依賴于 EX類型和供電消耗 ) 傳輸特點(diǎn) (2) 安裝與布線 27 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUS 電纜要求 IEC 11582 ? 電纜設(shè)計(jì) : 屏蔽雙絞電纜 ? 導(dǎo)線面積 : (AWG 18) ? 回路電阻 : 44歐 / km ? 阻抗 (在 KHz時(shí) ): 100歐 +/20% ? 衰減 (在 39 KHz時(shí) ): 3dB / km ? 每單位長(zhǎng)度的電容 : 2nF / km 安裝與布線 28 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUS 電纜要求 RS 485 參數(shù) 電纜類型 A ? 電纜設(shè)計(jì) 屏蔽雙絞電纜 ? 浪涌阻抗 135 ... 165 ? 回路電阻 110 / km ? 線徑 mm ? 線截面積 mm ? 每單位長(zhǎng)度的電容 30 pF / m 安裝與布線 29 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 波特率（ kBit/s） 500 1500 12022 線長(zhǎng)（ m, A類電纜） 1200 1200 1200 1000 400 200 100 PROFIBUS 電纜長(zhǎng)度 (對(duì) RS 485) ? 長(zhǎng)度可以用中繼器來延長(zhǎng) 安裝與布線 30 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 9 針 D 型連接器的針腳分配 (為 RS 485用 ) ?對(duì) PROFIBUSDP/FMS 提供的連接器類型是 9 針 D 型連接器 ?插座部分被安裝在設(shè)備上 ?如果其他連接器能提供必要的命令信號(hào)的話，也允許使用 針腳號(hào) 信號(hào) 規(guī)定 1 Shield 屏蔽 /保護(hù)地 2 M24 24V輸出電壓地 (輔助電源 ) 3 RxD/TxDP 接收 /發(fā)送數(shù)據(jù) +(B線 ) 4 CNTRP 中繼器控制信號(hào) (方向信號(hào) )P 5 DGND 數(shù)據(jù)基準(zhǔn)電壓 (地 ) 6 VP 終端電阻的供給電壓 (P5V) 7 P24 +24V輸出電壓 (輔助電源 ) 8 RxD/TxDN 接收 /發(fā)送數(shù)據(jù) (A線 ) 9 CNTRN 中繼器控制信號(hào) (方向信號(hào) )N 安裝與布線 31 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 拓樸結(jié)構(gòu) ? 這里提供的拓?fù)涫强偩€型拓?fù)? ? 在總線的開頭和結(jié)尾必須有終端電阻 ? 一段可以由最多 32 個(gè)站 *組成 (PROFIBUS 支持總線型，樹型和星型拓?fù)?) 終端 終端 終端 2 3 30 31 62 61 33 32 終端 中繼器 中繼器 * 注 : 中繼器沒有站地址，但它們被計(jì)算在每段的最多站數(shù)中 站 1 安裝與布線 32 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 安裝 RS 485 (1) 站 1 站 2 屏蔽 保護(hù)地 RxD/TxDP (3) DGND (5) VP (6) RxD/TxDN (8) (3) RxD/TxDP (5) DGND (6) VP (8) RxD/TxDN 390 數(shù)據(jù)線 數(shù)據(jù)線 DGND (5) VP (6) 220 390 RxD/TxDP (3) RxD/TxDN (8) 電纜 A型電纜的總線終端 保護(hù)地 安裝與布線 33 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 安裝 RS 485 (2) VP B A DGND 第一個(gè)站 390 220 390 總線終端 最后一個(gè)站 總線終端 VP B A DGND 數(shù)據(jù)線 B 數(shù)據(jù)線 A B B A A 站 2 站 3 390 220 390 安裝與布線 34 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 RS 485 的屏蔽 / 接地 數(shù)據(jù)電纜 接地電纜 從 從 主 接地線 數(shù)據(jù)電纜 接地線 接地線 安裝與布線 35 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 RS485 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位順序 ? 每個(gè)八位二進(jìn)數(shù)（１字節(jié)）按 11 位的順序被傳輸 ? 最小的有效位 (LSB) 被第一個(gè)發(fā)送 ? 最大的有效位 (MSB) 被最后發(fā)送 ? 每個(gè)八位二進(jìn)數(shù)都補(bǔ)充三位，即開始、終止和奇偶校驗(yàn)位 ? 此編碼原理稱 NRZ （即 Non Return to Zero） 開始 1 2 3 4 5 6 7 8 奇偶 終止 開始 校驗(yàn) 空閑 位順序 : 1. 字節(jié) LSB MSB 2. 字節(jié) LSB 安裝與布線 36 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 信號(hào)電平 線 A 線 B 微分電壓 A B 1 2 1 = 數(shù)據(jù)傳輸開始 2 = 空閑段、無數(shù)據(jù)傳輸、總線終端終止的電平 安裝與布線 37 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 冗余性提高了系統(tǒng)的可靠性 若干種接口給予了冗余系統(tǒng)的可能 光纖段給予了冗余電線的能力 PROFIBUSDP 每個(gè)測(cè)量點(diǎn) 兩個(gè)設(shè)備 FO coupler FO coupler FO coupler FO coupler 系統(tǒng)冗余 介質(zhì)冗余 安裝與布線 38 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 P R O F I B U S 第 四 部 分 總線協(xié)議 39 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 總線協(xié)議 PROFIBUS 總線訪問方式兼有多主通信和主從通信 PROFIBUS 主動(dòng)站、主設(shè)備 被動(dòng)站、從設(shè)備 PC PLC PLC 40 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 總線訪問協(xié)議的特征 (1) ? 混合總線訪問協(xié)議 主站間的邏輯令牌環(huán) 主從站間的主從協(xié)議 ? 主站 主動(dòng)站在一個(gè)限定時(shí)間內(nèi) (Token Hold Time) 對(duì)總線有控制權(quán) ? 從站 從站只是響應(yīng)一個(gè)主站的請(qǐng)求，它們對(duì)總線 沒有控制權(quán) PLC / PC ., I / O PLC 總線協(xié)議 41 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUS 總線訪問協(xié)議 (FDL)的特點(diǎn) ? 主站或從站可以在任何時(shí)間點(diǎn)接入或斷開。 FDL 將自動(dòng)地重新組織令牌環(huán)。 ? 令牌環(huán)調(diào)度確保每個(gè)主站有足夠的時(shí)間履行它的通信任務(wù)。因此，用戶必須計(jì)算全部目標(biāo)令牌環(huán)時(shí)間 (TTR)。 ? 總線訪問協(xié)議有能力發(fā)現(xiàn)有故障的站、失效的令牌、重復(fù)的令牌、傳輸錯(cuò)誤和其他所有可能的網(wǎng)絡(luò)失敗。 ? 所有信息 (包括令牌信息 )在傳輸過程中確保高度安全，以免傳輸錯(cuò)誤。 海明距離 HD = 4 . 總線協(xié)議 42 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 令牌調(diào)度原理 ? 在多主網(wǎng)絡(luò)中，令牌調(diào)度必須確保每個(gè)主站有足夠的時(shí)間完成它的通信任務(wù) ? 用戶組織全部目標(biāo)令牌循環(huán)時(shí)間 (TTR) 進(jìn)入所有主站的通信任務(wù)帳戶。 ? 每一個(gè)主站根據(jù)下列公式計(jì)算它接收令牌后完成它的通信任務(wù)的時(shí)間(TTH): TTH = 持有令牌時(shí)間 TTR = 目標(biāo)令牌循環(huán)時(shí)間 TRR = 實(shí)際令牌循環(huán)時(shí)間 TTH = TTR TRR 總線協(xié)議