【正文】 用舉例 :多機(jī)架互聯(lián) PROFIBUSDP ProfibusDP 以太網(wǎng) ProfibusDP 主 從 從 從 從 從 從 從 主 79 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 DP信息循環(huán)時(shí)間的計(jì)算 (3) TMC = ( TSYN + TID1 + TSDR + Header + I x 11TBit + 0 x 11TBit ) x Slaves TMC = 信息循環(huán)時(shí)間按位時(shí)間計(jì) TID1 = 在主站的空閑時(shí)間 = 典型的 75 個(gè)位時(shí)間 TSDR = 在從站的站延遲時(shí)間 = 典型的 11個(gè)位時(shí)間 Header = 在請(qǐng)求和響應(yīng)幀中的電文頭 = 198 個(gè)位時(shí)間 I = 每個(gè)從站的輸入數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù) O = 每個(gè)從站的輸出數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù) Slaves = 從站個(gè)數(shù) PROFIBUSDP 系統(tǒng)的組成，包括 1 個(gè)主站和 6 個(gè)從站，每個(gè)從站有 240 個(gè)字節(jié) 的輸入和 240個(gè)字節(jié)的輸出。 TMC = ( 33 + 75 + 11 + 198 + 240*11 + 240*11 ) x 6 = 33582 TBit 22388 TBit ( MBaud) = (TBit = ns) = ms 22388 TBit (12 MBaud) = (TBit = ns) = ms 在實(shí)施時(shí)，還要加上約 10% 20% 的余量。 本例 : PROFIBUSDP 80 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 P R O F I B U S 第 六 部 分 PROFIBUSPA 81 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA 什么是 PROFIBUSPA ? 定義 PROFIBUSPA = PROFIBUSDP 通信 + 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備優(yōu)選的傳輸技術(shù) PROFIBUSPA J ?x+ PROFIBUSDP 82 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA 什么是 PROFIBUSPA ? 應(yīng)用范圍 ? 變送器、閥、執(zhí)行器等等 ? 通過(guò)串行總線系統(tǒng)連接 ? 在化學(xué)工業(yè)和過(guò)程控制中使用 ? 通過(guò)數(shù)據(jù)線對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電 ? 在危險(xiǎn)區(qū)域 (EExi 型保護(hù)區(qū)域 )應(yīng)用 PROFIBUSPA = 用于過(guò)程自動(dòng)化的 PROFIBUS J ?x+ 83 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA 適應(yīng)所有過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域 ? 對(duì)防爆和非防爆區(qū)域過(guò)程自動(dòng)化的低端應(yīng)用， PROFIBUSPA 是優(yōu)選的。 ? PROFIBUSPA 完全滿足化學(xué)工業(yè)用戶組織 (如 NAMUR)對(duì)數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)總線 的要求 ? 海上 ? 石化工業(yè) ? 化學(xué)工業(yè) ? 發(fā)電和電力輸送 ? 化學(xué)爆炸試驗(yàn) ? 制藥 ? 食品／飲料工業(yè) ? 水／污水處理 性能 價(jià)格 84 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA Zone 2 采用 PROFIBUSPA 技術(shù)， PA設(shè)備 運(yùn)行在下列防爆區(qū)域 Zone 0: 危險(xiǎn)的爆炸瓦斯氣體經(jīng)?；蜷L(zhǎng)期存在的區(qū)域 Zone 1: 在正常運(yùn)行期間危險(xiǎn)的爆炸瓦斯氣體有可能存在的區(qū)域 Zone 2: 不希望在正常運(yùn)行期間存在危險(xiǎn)的爆炸瓦斯氣體的區(qū)域 Zone 1 Zone 1 Zone 0 Zone 0 Zone 0 85 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA 與 4－ 20mA 系統(tǒng)的比較 i 總線耦合器 1 PNC PNC I/O 模塊 (1x) 終端塊 (PNC) I/O module X 1 終端塊 灰色線 變送器 供電源 終端塊 Exi, 藍(lán)色線 分配器 連接盒 傳感器 1 ... n PROFIBUS PA n PROFIBUS PA 1 總線耦合器 n 連接總線 PROFIBUS DP 4...20 mA 系統(tǒng) PROFIBUSPA 傳感器 1 ... n i ? x ? x 過(guò)程接近 元件 86 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA 節(jié)省成本的潛力 安裝 節(jié)省 ? 電線 ? PLC I/O 板 ? 安裝元件 (Ex/電流隔離器等 ) ? 排列機(jī)架 ? 空間 減少錯(cuò)誤 減少安裝時(shí)間 87 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA的基本成份 PROFIBUSDP 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng) 主站 ( 1 類(lèi) ) 從站 (現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、分散 I/Os、信號(hào)循環(huán)控制器、 接到 PROFIBUSPA的鏈接器 ) 主站 (2 類(lèi) ) PROFIBUSDP PROFIBUSPA J ?x+ 88 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA的組態(tài) 拓?fù)? DCS/PLC 段 連接盒 PROFIBUSPA DP/PA 鏈接器 24 V PROFIBUSDP ?x+ 89 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA的組態(tài) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的供電 DCS/PLC PROFIBUSPA kbit/s ? 100 ?F 1 雙絞屏蔽電纜總長(zhǎng)度最大 1,900米 (保護(hù)類(lèi)型： [EEx ib], 爆炸組 : IIC) ? 10 mA ? 10 mA ? 10 mA ? 10 mA ? 10 mA 24 V 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電 : Ex 區(qū) : max. 10 NonEx 區(qū) : max. 30 Spur max. 30 m DP/PA Link PROFIBUSDP ?x+ 120 mA 90 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA的成份 網(wǎng)絡(luò)元件耦合器和鏈接器 DP/PA 鏈接器 (模板擴(kuò)展，中央模板最多帶 3個(gè)耦合器 ) DP/PA 耦合器 PROFIBUSPA kbit/s 24 V NonEx區(qū) :I 320 mA, 最多 30 個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 24 V NonEx: 最多 30 個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 Ex: 最多 3 x 10 個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 J 24 V J Ex 區(qū) :I 120 mA 最多 10 個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 PROFIBUSPA kbit/s J J PROFIBUSDP up to kBit/s PROFIBUSDP up to 12 Mbit/s ? x ? x 91 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA 耦合器的功能 段耦合器在不同的傳輸技術(shù)之間提供一個(gè)網(wǎng)關(guān)（ gateway) PROFIBUSPA IEC 11582 RS 485 PROFIBUSDP ? 異步 NRZ 編碼 ? 1 Byte = 11 Bit (8 個(gè)用戶位 + 1 開(kāi)始位 + 1 停止位 + 1 奇偶校驗(yàn)位 ) ? 可變的波特率 ? 同步 Manchester 編碼 ? 1 Byte = 8 Bit ? 固定波特率 = kBit/s DP/PA 耦合器 92 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA的組態(tài) 互操作性 DP/PA 耦合器 , DP/PA 鏈接器 24 V PROFIBUSPA 制造商 X 制造商 Z 制造商 Y 制造商 Y PA行規(guī) 制造商的 特殊規(guī)定 PROFIBUSDP 93 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA的組態(tài) 循環(huán)時(shí)間 (例 ) DP/PA Link 24 V PROFIBUSPA kbit/s 10 ms 10 ms 10 ms 10 ms max. 1 ms 10 ms 循環(huán)時(shí)間 = 1 ms 循環(huán)時(shí)間 = 4 x 10 ms + 10 ms = 50 ms 循環(huán)幀 (4 個(gè)字節(jié)被測(cè)值 + 1 個(gè)字節(jié)狀態(tài) ) 非循環(huán)幀 (讀報(bào)警極限 : 4 個(gè)字節(jié) ) PROFIBUSDP, 12 Mbit/s 94 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA的組態(tài) 循環(huán)時(shí)間 (概述 ) 10 20 30 50 500 ms 100 ms 300 ms 每個(gè) DP段的循環(huán)時(shí)間 每個(gè) DP 段的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù) DP/PA 耦合器 每個(gè) DP/PA 鏈接器 30 個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 每個(gè) DP/PA 鏈接器 10 個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 90 95 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA的組態(tài) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備訪問(wèn) DP/PA 耦合器 PROFIBUSPA kbit/s 24 V DP/PA 鏈接器 24 V 1 3 2 1 1 2 3 24 V 4 24 V 1 2 從 主 PROFIBUSPA kbit/s 2 3 PROFIBUSDP up to 12 Mbit/s PROFIBUSDP up to kBit/s 從 主 96 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA 從現(xiàn)今的 420 mA 很容易轉(zhuǎn)移到 PROFIBUSPA PROFIBUSDP, up to 12 Mbit/s DCS (PLC) 耦合器／鏈接器 模擬 I/O 模塊 PROFIBUSPA 現(xiàn)有的 420 mA 設(shè)備 現(xiàn)有的 HART設(shè)備 4 ... 20 mA 4 ... 20 mA HART HART ?x+ 97 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA 協(xié)議功能 ? PROFIBUSPA 以 PROFIBUSDP 為基礎(chǔ)。 ? 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的 DP 周期性數(shù)據(jù)交換功能傳輸量值和狀態(tài)。 ? 對(duì)于設(shè)備參數(shù)的傳輸和用工程工具的設(shè)備運(yùn)行，使用擴(kuò)展 PROFIBUSDP的非周期性讀／寫(xiě)功能。 ? PROFIBUSPA 行規(guī)定義有關(guān) PA 功能映象。 98 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA的基本成份 DP 協(xié)議，周期的和非周期的 主 從 1 從 2 從 3 2 3 1 t 非周期的 周期的 周期的 讀被測(cè)值，寫(xiě)過(guò)程變量 讀／寫(xiě)參數(shù) PROFIBUSPA 1 J PROFIBUSDP ?x+DP/PA