【正文】 在對(duì)我們講解的同時(shí)，并給我們提供了大量資料和文獻(xiàn)，從而這次的設(shè)計(jì)能夠順利的完成。本課題正是適應(yīng)了電氣控制技術(shù)的發(fā)展，并從實(shí)際需要出發(fā)，提出將先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與現(xiàn)實(shí)生活相結(jié)合，使該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化技術(shù)相互滲透 ，使該系統(tǒng)在滿足輸電、鐵路運(yùn)輸、地鐵、化工、空間技術(shù)、汽車制造等實(shí)際生產(chǎn)中的各項(xiàng)要求，與此同時(shí)還保證了該系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)南冗M(jìn)性。雙向通信在DCS內(nèi)變送器向主機(jī)發(fā)送信號(hào)，只能是單向的，而主機(jī)下達(dá)給執(zhí)行器的控制信號(hào)也只能是單向的，因此變送器與執(zhí)行器雖然屬于同一控制回路，彼此之間不能直接通信；而在FCS內(nèi)，主機(jī)與變送器、執(zhí)行器之間或變送器與執(zhí)行器之間均可直接進(jìn)行雙向通信。（6）自控規(guī)模：模擬量I/O 2703個(gè)，開關(guān)量I/O 3865個(gè)。整個(gè)系統(tǒng)包括721 臺(tái)馬達(dá)、670 個(gè)電磁閥、957 個(gè)閥門定位器、698 臺(tái)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和350 個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制器，這些智能設(shè)備均通過ProfibusDP 與DPU 相連。目前各主要的自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)廠均為其所生產(chǎn)的設(shè)備提供Profibus接口，產(chǎn)品范圍包括1000多種不同設(shè)備和服務(wù)，約有200種設(shè)備已經(jīng)認(rèn)證。（3）Profibus是一種國際性的、開放的、已在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)總線。所以對(duì)我們適用的總線在Sensor和Equipment的區(qū)域內(nèi)。這種軟件將PLC的編程（IECll31）及應(yīng)用程序運(yùn)行功能和操作員監(jiān)控站的圖形監(jiān)控開發(fā)、在線監(jiān)控功能集成到一臺(tái)堅(jiān)固式PC機(jī)上，形成一個(gè)PLC與監(jiān)控站一體的控制器工作站。（4） 結(jié)構(gòu)類型4 使用PC機(jī)加Profibus網(wǎng)卡做1類主站，監(jiān)控站與1類主站一體化。無論是舊設(shè)備改造還是新建項(xiàng)目，希望全部使用具備Profibus接口現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的場(chǎng)合可能不多，分散式I/O可作為通用的現(xiàn)場(chǎng)總線接口，是一種靈活的集成方案。（1） 總線接口型 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備不具備Profibus接口，采用分散式I/O作為總線接口與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接。用戶可通過非同步命令退出同步模式。因此，設(shè)備類型、數(shù)據(jù)格式、長(zhǎng)度以及輸入/輸出數(shù)量必須與實(shí)際組態(tài)一致。第13頁 共25頁 DPM1設(shè)備在一個(gè)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)，以有選擇的廣播方式將其本地狀態(tài)周期性地發(fā)送到每一個(gè)有關(guān)的DP從站。系統(tǒng)配置的描述包括：站數(shù)、站地址、輸入/輸出地址、輸入/輸出數(shù)據(jù)格式、診斷信息格式及所使用的總線參數(shù)。DP主站上帶可變定時(shí)器的用戶數(shù)據(jù)傳送監(jiān)視。DP從站組態(tài)的檢查。支持單主或多主系統(tǒng)，總線上最多站點(diǎn)（主從設(shè)備）數(shù)為126。第2層的另一重要工作任務(wù)是保證數(shù)據(jù)的高度完整性。 2） 在復(fù)雜的程序控制器和簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備（從站）間通信，應(yīng)盡可能快速又簡(jiǎn)單地完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。IEC11572是一種位同步協(xié)議，可進(jìn)行無電流的連續(xù)傳輸，通常稱為H1。 RS485傳輸技術(shù)基本特征是：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇榫€性總線，兩端有有源的總線終端電阻；～12Mbps；介質(zhì)為屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽，取決于環(huán)境條件；不帶中繼時(shí)每分段可連接32個(gè)站，帶中繼時(shí)可多到127個(gè)站。FMS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通信服務(wù)；LLI協(xié)調(diào)不同的通信關(guān)系并提供不依賴設(shè)備的第2層訪問接口。另外，PA還描述了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備行為的PA行規(guī)。該模型共有七層。第8頁 共25頁第三章 Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus的最大優(yōu)點(diǎn)在于具有穩(wěn)定的國際標(biāo)準(zhǔn)EN50170作保證，并經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證具有普遍性。 （4）傳輸數(shù)據(jù)的完整性是怎樣徹底檢查的。 對(duì)比二者的優(yōu)缺點(diǎn)（1） 相同I/O點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。（3）開放性　新型DCS中所使用的設(shè)備將趨于通用的產(chǎn)品，專用的產(chǎn)品將越來越少，特別是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，高性能的工業(yè)微機(jī)、工作站將被大量采用，通用網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品也將逐步淘汰專用網(wǎng)絡(luò)．網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)約逐步向得到普遍承認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)靠攏，以系統(tǒng)集成的方式構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)方法，已得到越來越廣泛的應(yīng)用．（4）分散化和智能化　智能化儀表和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)被大量采用，DCS的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步走向分散化，直接數(shù)字控制將深入到每一個(gè)控制回路、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備．因此，隨著所采用的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，新型DCS最終將越來越接近FCS（現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）．（5） 系統(tǒng)構(gòu)成的多樣化現(xiàn)在幾乎已看不到傳統(tǒng)意義上的DCS了，目前所說的DCS是一種廣義的概念，實(shí)際上越來越接近FCS．其中包括了傳統(tǒng)的DCS廠家推出的新一代系統(tǒng)，也包括由PLC和高速總線網(wǎng)及專業(yè)廠家的組態(tài)軟件構(gòu)成的系統(tǒng)．在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，DCS的構(gòu)成也各有不同．（6） 綜合自動(dòng)化將來的任何系統(tǒng)都不是孤立的，無法與其他系統(tǒng)互相通信并實(shí)現(xiàn)集成的DCS已不再有生命力．系統(tǒng)的發(fā)展正逐步走向綜合自動(dòng)化．第6頁 共25頁二 成集散控制系統(tǒng)（DCS）的分級(jí)第二代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是七十年代出現(xiàn)的分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。2 互可操作性與互用性這里的胡可操作性是指實(shí)現(xiàn)互連設(shè)備、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通，可實(shí)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)字通信。它將促進(jìn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，為企業(yè)帶來新的效益，因而會(huì)得到廣泛的應(yīng)用，并推進(jìn)自動(dòng)化相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。 現(xiàn)場(chǎng)總線屬于尚在發(fā)展之中的技術(shù)，我國在這一技術(shù)領(lǐng)域還剛剛起步，了解國際上該項(xiàng)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)向，對(duì)我國相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)、設(shè)備的更新，無疑具有重要的作用。一般的現(xiàn)場(chǎng)總線都要求在保證數(shù)據(jù)可靠性和完整性的條件下具備較高的傳輸速率和傳輸效率。由于控制對(duì)象都在工礦現(xiàn)場(chǎng)，不同于計(jì)算機(jī)通常用于室內(nèi)，所以這種總線被稱為現(xiàn)場(chǎng)的總線，簡(jiǎn)稱現(xiàn)場(chǎng)總線。 什么是現(xiàn)場(chǎng)總線從名詞定義來講，現(xiàn)場(chǎng)總線是用于現(xiàn)場(chǎng)電器、現(xiàn)場(chǎng)儀表及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制室主機(jī)系統(tǒng)之間的一種開放的、拳術(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)。最后介紹了Profibus的應(yīng)用。（二）技術(shù)要求：分析現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)狀比較DCS與現(xiàn)場(chǎng)總線的異同并歸納主流現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)特點(diǎn)(Profibus、FF、Lonworks)研究Profibus的結(jié)構(gòu)二、畢業(yè)設(shè)計(jì)工作項(xiàng)目： 查閱相關(guān)資料，歸納現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)特點(diǎn) 比較主流現(xiàn)場(chǎng)總線特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合 重點(diǎn)以Profibus總線為主進(jìn)行分析研究 要求：繪制Profibus在當(dāng)今工業(yè)中的結(jié)構(gòu)圖并分析。在眾多現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)中，過程現(xiàn)場(chǎng)總線以其國際化、開放式、高靈活性、高可靠性等優(yōu)勢(shì)，在過程自動(dòng)化、制造自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。最主要的問題仍然是可靠性：一臺(tái)微機(jī)壞了，該微機(jī)管轄下的所有功能都失效；一塊AD板上的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器壞了，該板上的所有通道（8或16個(gè)）全部失效。當(dāng)PLC所控制的電器元件數(shù)量達(dá)到數(shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的接線就顯得十分復(fù)雜，容易搞錯(cuò)，施工和維護(hù)都十分不便。（2） 開放性　一個(gè)總線必須具有開放性，這指兩個(gè)方面：一方面能與不同的控制系統(tǒng)相連接，也就是應(yīng)用的開放性；另一方面就是通訊規(guī)約的開放，也就是開發(fā)的開放性。 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)展望與發(fā)展趨勢(shì) 發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域廣為關(guān)注的焦點(diǎn)課題，國際上現(xiàn)場(chǎng)總線的研究、開發(fā)、使監(jiān)控系統(tǒng)沖破了長(zhǎng)期封閉系統(tǒng)的禁錮，走上開放發(fā)展的征程。加上商業(yè)利益的驅(qū)使，它們都各自正在十分激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求得發(fā)展。這里的開放是指對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致、公開性，強(qiáng)調(diào)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的共識(shí)與遵從，一個(gè)開放系統(tǒng)，它可以與任何遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其他設(shè)備或系統(tǒng)相連。5 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性工作在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備前端，作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場(chǎng)總線，是專門在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境設(shè)備前端，作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場(chǎng)總線，是專為在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境工作而設(shè)計(jì)的，它可支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線等，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能采用兩線制實(shí)現(xiàn)電與通信，并可滿足本質(zhì)安全防爆要求等。分散控制使得系統(tǒng)由于某個(gè)局部的不可靠而造成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的損害降到很低的程度，加之各種軟硬件技術(shù)不斷走向成熟，極大地提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，因而迅速成為工業(yè)自動(dòng)控制的主流。（2） DCS系統(tǒng)的相對(duì)優(yōu)點(diǎn)與弱點(diǎn)： （1）系統(tǒng)能處理多少I/O信息。 為了保證系統(tǒng)的安全性，使用了復(fù)雜的通信規(guī)約和檢錯(cuò)技術(shù)。ProfibusPA專為過程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，可使傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)連在一根總線上，并有本質(zhì)安全規(guī)范。FMS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通信服務(wù)。第3到7層未加描述。圖31 Profibus協(xié)議結(jié)構(gòu)2．Profibus的傳輸技術(shù)Profibus提供了三種數(shù)據(jù)傳輸型式：RS485傳輸、IEC11572傳輸和光纖傳輸。如用屏蔽編織線和屏蔽箔，應(yīng)在兩端與保護(hù)接地連接，并通過盡可能的大面積屏蔽接線來復(fù)蓋，以保持良好的傳導(dǎo)性。在Profibus中，第2層稱之為現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層（FDL