【正文】 標(biāo)準(zhǔn)EN 50170 ，于1999年底成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61158的組成部分（typeIII）。目前在世界上有250多家企業(yè)生產(chǎn)2000多種Profibus產(chǎn)品，產(chǎn)品的范 圍滿足自動(dòng)化各領(lǐng)域的應(yīng)用要求。在世界范圍內(nèi)，Profibus已經(jīng)有20多萬(wàn)個(gè)應(yīng)用實(shí)例，有200多萬(wàn)個(gè)Profibus節(jié)點(diǎn)已經(jīng)安裝運(yùn)行。Profibus技術(shù)和產(chǎn)品在我國(guó)的制造業(yè)、流程工業(yè)、冶金、電力、交通、水利、樓宇等領(lǐng)域的自動(dòng)化系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線是現(xiàn)場(chǎng)儀表或設(shè)備與控制室的控制系統(tǒng)之間的一種開放的、全數(shù)字化、雙向通信和多站的通信系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)有很多，他的出現(xiàn)可以說(shuō)在自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)，是繼DCS以后的又一里程碑。Profibus的應(yīng)用包括了加工制造自動(dòng)化、過(guò)程自動(dòng)化和樓宇自動(dòng)化。據(jù)調(diào)查在1996年P(guān)rofibus已贏得了43％的德國(guó)市場(chǎng)，以及大約41％的歐洲市場(chǎng)。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。Profibus已在全世界十多萬(wàn)的實(shí)際應(yīng)用中取得成功。到1997年1月為止，安裝的Profibus芯片已超過(guò)一百萬(wàn)臺(tái)。 Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例德國(guó)尼德豪森電廠(1) 概況尼德豪森電廠位于德國(guó)西部，該廠的K機(jī)組采用了熱電聯(lián)產(chǎn)方式，該機(jī)組為超超臨界機(jī)組，主汽溫為580℃,主汽壓力達(dá)到第18頁(yè) 共25頁(yè)27MPa。由于采用了過(guò)程優(yōu)化技術(shù)，整個(gè)機(jī)組的效率達(dá)到了45%。由于采用了Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，號(hào)稱目前全球范圍內(nèi)全面采用數(shù)字化電廠技術(shù)的裝機(jī)容量大的機(jī)組。在投資層面上，由于采用Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線，大幅減少了控制柜、電纜以及電纜橋架的數(shù)量，從而大大降低了施工和工程的費(fèi)用，同時(shí)也縮短了工程調(diào)試周期并減少了維護(hù)量，使項(xiàng)目的綜合投資降低。圖42 系統(tǒng)配置圖(2）系統(tǒng)特點(diǎn)DCS 系統(tǒng)包括2700 個(gè)模擬量輸入、模擬量計(jì)算點(diǎn)845 個(gè)、模擬量輸出點(diǎn)3 個(gè)、流量計(jì)輸入點(diǎn)63 個(gè)、開關(guān)量輸入3798 個(gè)、開關(guān)量輸出67 個(gè)，這些信號(hào)中采用常規(guī)信號(hào)的，通過(guò)ET200 遠(yuǎn)程I/O 進(jìn)行采集并通過(guò)ProfibusDP 與DPU 相連；采用HART 協(xié)議的儀表通過(guò)HART 協(xié)議與遠(yuǎn)程I/OET200 通訊。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(guò)ProfibusDP 與DPU 相連。第19頁(yè) 共25頁(yè)圖43 控制設(shè)備層與現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備層連接圖圖44 現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備和儀表與DPU 相連（3）在運(yùn)行層面上，由于采用Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)了全廠監(jiān)控，提供更加完善有效的設(shè)備診斷功能，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程編程和維護(hù)，真正實(shí)現(xiàn)了全廠數(shù)據(jù)的集中管理，使設(shè)備的狀態(tài)檢修成為可能，提供更多的設(shè)備信息使操作和維護(hù)得到優(yōu)化?，F(xiàn)場(chǎng)總線采用Profibus，包括DP與PA，還有部分HART儀表。DP總線有20個(gè)雙絞線總線段和40個(gè)光纖總線段。（4）在技術(shù)層面上，由于在DCS 系統(tǒng)中采用現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus，Profibus 的屏蔽雙絞線和光纖大大提高了系統(tǒng)信號(hào)的抗干擾能力，提高了系統(tǒng)可靠性。達(dá)到的水平：由于DCS系統(tǒng)中大量采用了Profibus。第20頁(yè) 共25頁(yè)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線將智能儀表、高低壓智能保護(hù)等裝置接入DCS，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的管理信息、設(shè)備維修信息等通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)入DCS和上層SIS/MIS軟件，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的優(yōu)化操作及優(yōu)化維修管理，使整個(gè)機(jī)組僅配備一個(gè)操作員。(5) 在投資層面上，由于采用PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線，大幅減少了控制柜的數(shù)量、電纜數(shù)量和電纜橋架的數(shù)量，從而大量減少了施工和工程的費(fèi)用，同時(shí)縮短了工程調(diào)試周期并減少了維護(hù)量，因此減少了項(xiàng)目的綜合投資。（6）自控規(guī)模：模擬量I/O 2703個(gè)，開關(guān)量I/O 3865個(gè)。智能馬達(dá)保護(hù)裝置721個(gè)，電磁閥670個(gè)、閥門定位器957個(gè)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)698臺(tái)。（7）提供商及供貨范圍：西門子。包括DCS、DEH、變送器、智能高中壓配電系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、電磁閥、閥門定位器、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、MIS、SIS及主控室設(shè)計(jì)。： 現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)開放性基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)FCS的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)是公開的；而DCS制造廠商的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)卻是各有各的專利，是封閉的。不同廠商DCS之間的通信需要網(wǎng)關(guān)。全數(shù)字化DCS的主機(jī)雖然是數(shù)字的，但現(xiàn)場(chǎng)儀表則還是利用了模擬技術(shù)，目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)制為直流420 mA。因此，DCS是一個(gè)數(shù)?；旌系南到y(tǒng)；而FCS則是一個(gè)全數(shù)字化的系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)儀表與主機(jī)之間用不到模/數(shù)（A/D）和數(shù)/模（D/A）的轉(zhuǎn)換，從而減少了I/O卡件，縮小了I/O柜的體積，并可提高精度，縮短響應(yīng)時(shí)間。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。多站所謂多站即FCS中一條現(xiàn)場(chǎng)總線（一根雙絞線）可以連接多臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)儀表，然后只要用一根電纜通向主機(jī)；而DCS中主機(jī)與每臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)儀表中能只用一根2芯或4芯電纜一對(duì)一地連接，因此用電纜的根數(shù)要多得多。可互操作性FCS中不同廠商所生產(chǎn)的主機(jī)或現(xiàn)場(chǎng)儀表之間都可以相互通信或操作，而在DCS中則往往需要接口和驅(qū)動(dòng)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。第21頁(yè) 共25頁(yè)徹底分散FCS有豐富的功能模塊，而且可以將模塊植入到現(xiàn)場(chǎng)儀表，如將PID等模塊植入到現(xiàn)場(chǎng)儀表后，即可在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)自主調(diào)節(jié)（當(dāng)然還受到主機(jī)的監(jiān)控），從而提高系統(tǒng)的可靠性。智能化FCS中的現(xiàn)場(chǎng)儀表既有多變量變送器（如將壓力、溫度、流量集中在一臺(tái)變送器內(nèi)），又都有自診斷等功能；相比之下，DCS的現(xiàn)場(chǎng)儀表智能化程度很低。第22頁(yè) 共25頁(yè)參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：清華大學(xué)出版社，1999[2] [M].自動(dòng)化與儀表，2003（3）[3] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2004[4] [M].北京：中國(guó)電力出版社，2002[5] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004第23頁(yè) 共25頁(yè)總結(jié)隨著社會(huì)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，生產(chǎn)水平的不斷提高，電氣控制技術(shù)的發(fā)展也在不斷前進(jìn)。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。此次的Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)我們采用了很多方法，例如：翻閱圖書、上網(wǎng)搜索、請(qǐng)教老師等等！經(jīng)過(guò)不斷的修改，整理。最終我們完成了設(shè)計(jì)的初稿，在老師的幫助下，我們終于實(shí)現(xiàn)了Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。并且也了解了profibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，更加深入掌握了特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。 通過(guò)此設(shè)計(jì)不僅使我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，而且也算是對(duì)自己3年學(xué)習(xí)生涯的一個(gè)總結(jié)，相信對(duì)以后的學(xué)習(xí)生活都會(huì)有幫助的。 第24頁(yè) 共25頁(yè)致謝近兩個(gè)月的設(shè)計(jì)工作，在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我們終于完成了prifibus現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在此，我們對(duì)老師給予我們的幫助表示衷心感謝，沒(méi)有他們的精心指導(dǎo)，我們相信不會(huì)如此順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 老師在百忙之中對(duì)我們的設(shè)計(jì)給予了細(xì)致的指導(dǎo)和建議，對(duì)我們無(wú)數(shù)次的提問(wèn)進(jìn)行了精確的分析和回答，并鼓勵(lì)我們認(rèn)真完成大學(xué)里最后的任務(wù)。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。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們對(duì)以前學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)得到了更深的了解，并使已學(xué)的知識(shí)得到了進(jìn)一步的鞏固。更為重要的是，它提高了我們查閱資料、分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，竟而促進(jìn)了集體的配合能力。 不久，我們將告別親愛(ài)的老師和同學(xué)們，告別昔日有著家一樣溫暖的母校，走向社會(huì)，去努力奮斗，去實(shí)現(xiàn)人生的理想。在此，我們真心的祝福幫助過(guò)我們的老師和同學(xué)們！ 在這里還要感謝各參考書的工作者以及各位網(wǎng)友，特別是我們的指導(dǎo)老師，王超老師，謝謝您！第25頁(yè) 共25