【正文】 98 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場總線 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 讀被測值，寫過程變量 讀／寫參數(shù) PROFIBUSPA 1 J PROFIBUSDP ?x+DP/PA Li。 ? 對于設(shè)備參數(shù)的傳輸和用工程工具的設(shè)備運行，使用擴展 PROFIBUSDP的非周期性讀／寫功能。 ? PROFIBUSPA 完全滿足化學(xué)工業(yè)用戶組織 (如 NAMUR)對數(shù)字現(xiàn)場總線 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 ? 制藥 ? 食品／飲料工業(yè) ? 水／污水處理 性能 價格 84 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場總線 PROFIBUSPA Zone 2 采用 PROFIBUSPA 技術(shù)， PA設(shè)備 運行在下列防爆區(qū)域 Zone 0: 危險的爆炸瓦斯氣體經(jīng)常或長期存在的區(qū)域 Zone 1: 在正常運行期間危險的爆炸瓦斯氣體有可能存在的區(qū)域 Zone 2: 不希望在正常運行期間存在危險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 過程接近 元件 86 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場總線 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 ) ? 排列機架 ? 空間 減少錯誤 減少安裝時間 87 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA的基本成份 PROFIBUSDP 現(xiàn)場總線系統(tǒng) 主站 ( 1 類 ) 從站 (現(xiàn)場設(shè)備、分散 I/Os、信號循環(huán)控制器、 接到 PROFIBUSPA的鏈接器 ) 主站 (2 類 ) PROFIBUSDP PROFIBUSPA J ?x+ 88 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場總線 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)場總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA的組態(tài) 現(xiàn)場設(shè)備的供電 DCS/PLC PROFIBUSPA kbit/s ? 100 ?F 1 雙絞屏蔽電纜總長度最大 1,900米 (保護類型： [EEx ib], 爆炸組 : IIC) ? 10 mA ? 10 mA ? 10 mA ? 10 mA ? 10 mA 24 V 現(xiàn)場設(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 (模板擴展，中央模板最多帶 3個耦合器 ) DP/PA 耦合器 PROFIBUSPA kbit/s 24 V NonEx區(qū) :I 320 mA, 最多 30 個現(xiàn)場設(shè)備 24 V NonEx: 最多 30 個現(xiàn)場設(shè)備 Ex: 最多 3 x 10 個現(xiàn)場設(shè)備 J 24 V J Ex 區(qū) :I 120 mA 最多 10 個現(xiàn)場設(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)之間提供一個網(wǎng)關(guān)（ gateway) PROFIBUSPA IEC 11582 RS 485 PROFIBUSDP ? 異步 NRZ 編碼 ? 1 Byte = 11 Bit (8 個用戶位 + 1 開始位 + 1 停止位 + 1 奇偶校驗位 ) ? 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)場總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA的組態(tài) 循環(huán)時間 (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)時間 = 1 ms 循環(huán)時間 = 4 x 10 ms + 10 ms = 50 ms 循環(huán)幀 (4 個字節(jié)被測值 + 1 個字節(jié)狀態(tài) ) 非循環(huán)幀 (讀報警極限 : 4 個字節(jié) ) PROFIBUSDP, 12 Mbit/s 94 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA的組態(tài) 循環(huán)時間 (概述 ) 10 20 30 50 500 ms 100 ms 300 ms 每個 DP段的循環(huán)時間 每個 DP 段的現(xiàn)場設(shè)備數(shù) DP/PA 耦合器 每個 DP/PA 鏈接器 30 個現(xiàn)場設(shè)備 每個 DP/PA 鏈接器 10 個現(xiàn)場設(shè)備 90 95 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA的組態(tài) 現(xiàn)場設(shè)備訪問 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)場總線 PROFIBUSPA PROFIBUSPA 協(xié)議功能 ? PROFIBUSPA 以 PROFIBUSDP 為基礎(chǔ)。 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 在實施時，還要加上約 10% 20% 的余量。在比特率為 … MaxTsdr_12M = 200 。是否支持 ， 1支持， 0不支持 … = 1 … 12M_supp = 1 PROFIBUSDP 71 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場總線 從站 GSD文件舉例 (續(xù) ) 。DP設(shè)備的軟件版本號 。是否支持 FMS協(xié)議， 0為不支持， 1為支持 Hardware_Release = 。設(shè)備所支持的協(xié)議編號， 0為 DP協(xié)議 Station_Type = 1 。DP設(shè)備版本號 Ident_Number = 0x0853 。制造商名字 Model_Name = 5136PFBVME MASTER 。 ? GSD編輯程序包括 GSD檢查程序，它確保 GSD文件符合 PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)。 ? 每一個設(shè)備類型分別需要一個 GSD文件。 ? 每個設(shè)備的 GSD 文件用設(shè)備的電子數(shù)據(jù)單來表示。 ? 定義數(shù)據(jù)域，數(shù)據(jù)域?qū)⒈灰恢滦缘貍鬏敗? PROFIBUSDP 67 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場總線 DP從站的組態(tài) ? 在組態(tài)階段，確定從站的輸入 / 輸出的數(shù)據(jù)量，還要規(guī)定周期性 用戶數(shù)據(jù)交換時的用戶數(shù)據(jù)長度。 ? 在這三個階段中，都可以附加診斷數(shù)據(jù)和控制命令的傳輸。 ? 用戶數(shù)據(jù)傳輸階段 在參數(shù)化和組態(tài)成功后， DP 從站改變其狀態(tài)進(jìn)入用戶數(shù)據(jù)交換階段。 例 : PROFIBUSDP 59 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場總線 PROFIBUSDP 從傳感器到驅(qū)動器的全部響應(yīng)時間 Drive PLC 45% 2% 45% 2% 6% 20ms 轉(zhuǎn)換器響應(yīng)時間 1ms 總線運行時間 20ms PLC 程序運行時間 1ms 總線運行時間 3ms I/O 輸入濾波器 現(xiàn)場總線份額 : 4% PROFIBUSDP 60 Beijing Institute of Technology Profibus 現(xiàn)場總線 Con tactor PLC 67% % 26% % 4% 現(xiàn)場總線份額 : 3% 50ms 拾波延時 1ms 總線運行時間 20ms PLC 程序運行時間 1ms 總線運行時間 3ms I/O 輸入濾波器 PROFIBUSDP 從傳感器到接觸