現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)要點(diǎn)(編輯修改稿)
2024-08-27 00:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，用戶應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用工程特點(diǎn)出發(fā)去選擇。因?yàn)闆]有一種可包羅萬(wàn)象、適合所有應(yīng)用領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。應(yīng)著重考察這種總線在本行業(yè)中的應(yīng)用業(yè)績(jī)。如制造業(yè)自動(dòng)化、電力自動(dòng)化及過程控制自動(dòng)化三個(gè)領(lǐng)域，在數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)響應(yīng)要求方面就大不一樣。（3）選擇產(chǎn)品？ 用戶應(yīng)盡量選擇國(guó)際知名度大、擁有用戶多、產(chǎn)品應(yīng)用基礎(chǔ)好的公司產(chǎn)品，因?yàn)檫@些公司的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采納的可能性大。即使沒有被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采納，大公司為考慮信譽(yù)，會(huì)提出原有技術(shù)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的接口，而不會(huì)置公司信譽(yù)于不顧，丟掉老客戶不管。（4）積極跟蹤、勇于進(jìn)取！如果因?yàn)閲?guó)際IEC還沒有統(tǒng)一現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，就不敢使用這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)是大可不必的。這將會(huì)使企業(yè)喪失一次盡早提高企業(yè)自動(dòng)化水平的機(jī)會(huì)，或喪失一次提高本企業(yè)產(chǎn)品水平的機(jī)會(huì)，從而導(dǎo)致企業(yè)在未來(lái)同行競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。國(guó)際IEC要統(tǒng)一現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)不是一朝一夕的事，坐等時(shí)機(jī)流逝為下策，只有積極跟蹤、勇敢進(jìn)取方為企業(yè)發(fā)展上策。 第二章：現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)要點(diǎn) 本章從協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)角度，概要說明了PROFIBUS技術(shù)要點(diǎn)。使讀者可快速了解PROFIBUS技術(shù)概貌。 (1)是一種國(guó)際化、開放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。廣泛適用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化和樓宇、交通、電力等其他領(lǐng)域自動(dòng)化。(2)由三個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUSDP（Decentralized Periphery）、PROFIBUSPA(Process Automation)、PROFIBUSFMS(Fieldbus Message Specification)。(3) DP：是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式I/O的通信。使用PROFIBUSDP可取代辦24VDC或420mA信號(hào)傳輸。(4) PA：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)聯(lián)在一根總線上，并有本征安全規(guī)范。(5) FMS：用于車間級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)令牌結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)。(7)是一種用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化提供了可行的解決方案?！ ?PRFIBUS基本特性 協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)ISO7498國(guó)際準(zhǔn)，以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（Open System Interconnection—SIO）作為參考模型的。該模型共有七層，如下圖21所示： 圖21：協(xié)議結(jié)構(gòu)(1) DP：定義了第一、二層和用戶接口。第三到七層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細(xì)說明了各種不同PROFIBUSDP設(shè)備的設(shè)備行為。(2) FMS：定義了第一、二、七層，應(yīng)用層包括現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范（Fieldbus Message SpecificationFMS）和低層接口（Lower Layer Interface—LLI）。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)備的第二層訪問接口。(3) PA：PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的PROFIBUSDP協(xié)議。另外，PA還描述了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備行為的PA行規(guī)。根據(jù)IEC11582標(biāo)準(zhǔn)，PA的傳輸技術(shù)可確保其本征安全性，而且可通過總線給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電。使用連接器可在DP上擴(kuò)展PA網(wǎng)絡(luò)?！ √峁┝巳N數(shù)據(jù)傳輸類型： 用于DP和FMS的RS485傳輸。 用于PA的IEC11582傳輸。 光纖 由于DP與FMS系統(tǒng)使用了同樣的傳輸技術(shù)和統(tǒng)一的總線訪問協(xié)議，因而，這兩套系統(tǒng)可在同一根電纜上同時(shí)操作。RS485傳輸是最常用的一種傳輸技術(shù)。這種技術(shù)通常稱之為H2。采用的電纜是屏蔽雙絞銅線。RS485傳輸技術(shù)基本特征： 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌壕€性總線，兩端有有源的總線終端電阻。 傳輸速率： bit/s~12M bit/s 介質(zhì)：屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽，取決于環(huán)境條件（EMC）。 站點(diǎn)數(shù)：每分段32個(gè)站（不帶中繼），可多到127個(gè)站（帶中繼）。 插頭連接：最好使用9針D型插頭?！ ?RS485傳輸設(shè)備安裝要點(diǎn)(1) 全部設(shè)備均與總線連接。(2) 每個(gè)分段上最多可接32個(gè)站（主站或從站）。(3) 每段的頭和尾各有一個(gè)總線終端電阻，確保操作運(yùn)行不發(fā)生誤差。兩個(gè)總線終端電阻必須永遠(yuǎn)有電源。見圖22所示。(4) 當(dāng)分段站超過32個(gè)時(shí)，必須使用中繼器用以連接各總線段。串聯(lián)的中繼器一般不超過3個(gè)。見圖23所示： 圖22：PROFIBUDDP和FMS的電纜接線和總線終端電阻 圖22: 每個(gè)分段上最多可接32個(gè)站（主站或從站）(5) 電纜最大長(zhǎng)度取決于傳輸速率。如使用A型電纜，則傳輸速率與長(zhǎng)度如下表21： 表21波特率（K bit/s）9．619．293．75187．5500150012000距離/段（M）1200120012001000400200100(6) A型電纜參數(shù)：阻抗：135165W 電容：〈 30pf/m 回路電阻：110W線規(guī)： 導(dǎo)線面積：(7) RS485的傳輸技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)最好使用9針D型插頭，插頭針腳定義和接線見圖22所示。(8) 當(dāng)連接各站時(shí)，應(yīng)確保數(shù)據(jù)線不要擰絞，系統(tǒng)在高電磁發(fā)射環(huán)境（如汽車制造業(yè)）下運(yùn)行應(yīng)使用帶屛蔽的電纜，屏蔽可提高電磁兼容性（EMC）。(9) 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(lái)復(fù)蓋，以保持良好的傳導(dǎo)性。另外建議數(shù)據(jù)線必須與高壓線隔離。(10) 超過500Kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率時(shí)應(yīng)避免使用短截線段，應(yīng)使用市場(chǎng)上現(xiàn)有的插頭可使數(shù)據(jù)輸入和輸出電纜直接與插頭連接，而且總線插頭可在任何時(shí)候接通或斷開而并不中斷其它站的數(shù)據(jù)通信。 用于PA的IEC11582傳輸技術(shù)(1) 數(shù)據(jù)IEC11582的傳輸技術(shù)用于PA，能滿足化工和石油化工業(yè)的要求。它可保持其本征安全性，并通過總線對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電。(2) IEC11582是一種位同步協(xié)議，通常稱為H1。(3) IEC11582技術(shù)用于PA，其傳輸以下列原理為依據(jù)： 每段只有一個(gè)
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