【正文】 義了網絡信道上的信號與連接方式、傳輸介質、傳輸速率、每條線路連接儀表的數量、最大傳輸距離、電源等。（ 3） PROFIBUSPA 則專為過程自動化設計 ,它直接和現(xiàn)場的傳感器或執(zhí)行器連接 ,并可通過 DP/PA 接口與 DP 總線連接 ,使用于安全性要求較高以及由總線供電的場合。根據應用特點可分為三個兼容版本：（ 1） PROFIBUSDP 以其較快的傳輸速度和強抗干擾能力而應用于設備級控制系統(tǒng) 與分散式 I/O 之間的通訊 。采用了 OSI 模型的物理層、數據鏈路層、應用層，支持主從系統(tǒng)、純主系統(tǒng)、多主多從系統(tǒng)通信方式。 2 PROFIBUS 現(xiàn)場總線 PROFIBUS 概述 目前世界流行的現(xiàn)場總線及總線標準有很多種，其中 PROFIBUS 現(xiàn)場總線是歐洲標準，其產品在世界市場上已被普遍接受，在中國也組建了 PROFIBUS現(xiàn)場總線專 業(yè)委員會，它是目前世界上最成功的現(xiàn)場總線之一，長沙八水廠自控系統(tǒng)便是采用了該總線。 1997年組建國際 PNET 用戶組織，現(xiàn)有企業(yè)會員近百家，總部設在丹麥的 Siekeb，并在德國、英國、葡萄牙和加拿大等地設有地區(qū)性組織分部。 1987 年 PNET 標準成為開放式的完整標準，成為丹麥的國家標準。 1986 年 通信協(xié)議中加入了多重網絡結構和多重接口功能。 PNET 現(xiàn)場總線 PNET 現(xiàn)場總線籌建于己于 1983 年。在應用系統(tǒng)中，可采用雙總線結構，其中一條總線為備用線，增加了系統(tǒng)運行的安全性。采用總線仲裁器和優(yōu)先級來管理總線上（包括各支線）的各控制站的通信。WorldFIP 現(xiàn)場總線采用單一總線結構來適應不同應用領域的需求，不同應用領域采用不同的總線速率。下一步目標是靠近 IEC 標準，現(xiàn)在技術上已做好充分準備。 WorldFIP 現(xiàn)場總線 90— 91 年 FIP 現(xiàn)場總線成為 法國國家安全標準。 CANBUS 主要產品應用于汽車制造、公共交通車輛、機器人、液壓系統(tǒng)、分散型 I/O。國內主要應用于樓宇自動化方面。 LONWORKS 總線 LONWORKS 現(xiàn)場總線全稱為 LONWORKS NetWorks，即分布式智能控制網絡技術，希望推出能夠適合各種現(xiàn)場總線應用場合的測控網絡。目前， FF 現(xiàn)場總線的應用領域以過程自動化為主。已完成開發(fā)的高速總線（ H2）擬于 1998 年內表。 鐵路交通：信號系統(tǒng) FF 現(xiàn)場總線 1994 年由 ISP 基金會和 World FIP(北美 )兩大集團合并成立 FF 基金會，其宗旨在于開發(fā)出符合 IEC 和 ISO 標準的、唯一的國際 現(xiàn)場總線（ Fundation Fieldbus）。 電力：發(fā)電、輸配電。 PROFIBUS 主要應用領域有： 制造業(yè)自動化：汽車制造（機器人、裝配線、沖壓線等）、造紙、紡織。目前在世界各地相繼組建了 20 個地區(qū)性的用戶組織，企業(yè)會員近 650 家。在世界范圍內已安裝運行的 PROFIBUS 設備已超過 200 萬臺，到 1998 年 5 月，適用于過程自動化的 PROFIBUSPA 儀表設備在 19 個國家的 40 個用戶廠家投入現(xiàn)場運行。 PROFIBUS 產品在世界市場上已被普遍接受，市場份額占歐洲首位，年增長率 25%。 據說目前國際上現(xiàn)有各種總線及總線標準不下二百多種。而歷史經驗證明：國際標準都是采用一個或幾個市場上最成功的技術為基礎。國際上著名自動化產品及現(xiàn)場設備生產廠家，意識到現(xiàn)場總線技術是未來發(fā)展方向，紛紛結成企業(yè)聯(lián)盟，推出自己的總線標準及產品，在市場上培養(yǎng)用戶、擴大影響，并積極支持國際標準 組織制定現(xiàn)場總線國際標準。 流行現(xiàn)場總線簡介 現(xiàn)場總線技術得以實現(xiàn)的一個關鍵問題，是要在自動化行業(yè)中形成一個制造商們共同遵守的現(xiàn)場總線通信協(xié)議技術標準，制造商們能按照標準生產品，系統(tǒng)集成商門能按照標準將不同產品組成系統(tǒng)。同時，系統(tǒng)具有現(xiàn)場級設備的在線故障診斷、報警、記錄功能，可完成現(xiàn)場設備的遠程參數設定、修改等參數化工作，也增強了系統(tǒng)的可維護性。系統(tǒng)為開放式，允許其它廠商將自己專長的控制技術，如控制算法、工藝流程、配方等集成到通用系統(tǒng)中去，因此，市場上將有許多面向行業(yè)特點的監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)除完成遠程控制，還可完成遠程參數化工作。 現(xiàn)場總線的技術優(yōu)勢 現(xiàn)場總線技術的發(fā)展，促使工廠底層自動化系統(tǒng)及信息集成技術產生變革，新一代、基于現(xiàn)場總線的自動化監(jiān)控系統(tǒng)已初露端倪，圖 1 所示為基于現(xiàn)場總線技術的現(xiàn)場級與車間級自動化監(jiān)控系統(tǒng)模式，該模式的系統(tǒng)具有以下優(yōu)點 ： 圖 1 現(xiàn)場級與車間級自動化監(jiān)控系統(tǒng) （ 1） 增強了現(xiàn)場級信息集成能力 現(xiàn)場總線可從現(xiàn)場設備獲取大量豐富信息，能夠更好的滿足工廠自動化及CIMS 系統(tǒng)的信息集成要求。對于我國這樣的發(fā)展中國家而言，其意義更為重大。 作為新一代的過程控制系統(tǒng)，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)無疑具有十分廣闊的發(fā)展前景。此后，包括清華大學、浙江大學在內的許多高校、科研院先后建立自己的現(xiàn)場總線實驗室，用于現(xiàn)場總線控制技術的教學實踐與研究開發(fā)。 現(xiàn)場總線技術的推廣雖然只有短短二三十年，但其技術的先進性已經帶到了工業(yè)界的廣泛認可，其良好的應用前景和廣闊的市場受到諸如 Siemens、Motorola、 Honeywell 等諸多世界大公司的高度重 視。此外，市政工程、樓宇、智能化小區(qū)建設也開始使用現(xiàn)場總線。 2021 年歐洲有 40%自動化工程項目采用了現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)吧控制徹底的下放到現(xiàn)場，由現(xiàn)場的智能儀表完成諸如數據采集、數據處理、控制運算和數據輸出等大部分功能，只有一些現(xiàn)場儀表無法完成的高級控制功能才有上位機完成，而且現(xiàn)場節(jié)點之間可以相互通信實現(xiàn)互操作，現(xiàn)場節(jié)點也可以把自己的診斷數據傳給上位機，有益于設備管理 [1] 。 FCS 是信息數字化、控制功能分散化、開放式可互操作的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，同時也是智能化、數字化、網絡化向生產過程現(xiàn)場的發(fā)展。 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是在自動檢測控制技術和計算機網絡技術飛速發(fā)展的推動下形成的，它是現(xiàn)代計算 機技術和通信技術和檢測控制技術的集成，人們稱之為 3C（ Computer Communication Control）技術。 關鍵詞： 可編程控制器 ， 現(xiàn)場總線 ， PROFIBUSDP， 監(jiān)控 系統(tǒng) The Control System Based on Fieldbus Abstract Nowadays, the technology of Fieldbus has bee the hotspot in the research field of automation and bee the main method of munication and exchange of information in the DCS systems. And the Profibus is a kind of Fieldbus broadly used in many situations of process control of industry such as automation of processing, automation of machining and automation of building. According to the actuality of the studied water station, the thesis bine the advanced Fieldbus technique, Ether and the traditional machine and electric technique together, and use them to design the supervise controlling system of the water station. During the designing of the electricity control system, the thesis used the mode that made up of monitor system and control system, formatted a work that is bined by far concentrates control system and nearly control system. The monitor system chooses the functional monitoring software— the king monitor and the manmachine interface, which operated conveniently. And the control system chooses dependably programmable logic controller and advance Profibus Fieldbus to pletely control the spot equipments. Keyword： PLC, Fieldbus, PROFIBUSDP, Supervise Controlling System 目 錄 1 概論 現(xiàn)場總線的產生與發(fā)展 控制論的創(chuàng)始人 Norbet Wiener 說，“如果一門科學是真正具有生命力的，它的引人興趣的中心就必須而且應該隨著歲月而轉移。上位機選用功能強大的工控組態(tài)軟件 —— 組態(tài)王和操作方便靈活的觸摸 屏。 文章 從 結合所研究的水 廠 的實際需要出發(fā)，將先進的現(xiàn)場總線技術、以太網技術與傳統(tǒng)的 機械電氣 技術相結合，并應用到水 廠控制 系統(tǒng)的實際設計過程中。摘 要 作為自動化領域的熱點之一，現(xiàn)場總線己成為自動化系統(tǒng)與分散的現(xiàn)場設備間信息交換的主要技術。 PROFIBUS 是國際上應用十分廣泛的工業(yè)過程現(xiàn)場總線，主要應用于加工自動化、過程自動化、樓宇自動化等領域。在電氣控制系統(tǒng)的設計過程中，采用了上位機加下位機的設計模式，組建了遠程集中控制與現(xiàn)地控制相結合的控制網絡。下位機則采用可靠性高的可編程控制器和先進的 PROFIBUS 現(xiàn)場總線完成對現(xiàn)場設備的控制?！弊詣涌刂萍夹g的歷史，就是從簡單形式到復雜形式，從局部自動化到全局自動化，從低級智能化到高級智能化的發(fā)展過程。 現(xiàn)場總吸納控制系統(tǒng)（ FCS, Fieldbus Control System）是繼基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、數字計算機集中控制系統(tǒng)和集散式控制系統(tǒng)（ DCS， Distributed Control System）后的新一代控制系統(tǒng)?，F(xiàn)代 工業(yè)控制思想的核心是“分散控制，集中監(jiān)控”，使得“危險分散，控制分散”。 在發(fā)達國家，現(xiàn)場總線技術從 20 世紀 80 年代開始出現(xiàn)并被逐步推廣，現(xiàn)在已經被廣泛接受和使用。在國內，現(xiàn) 場總線首先用在外國公司在華投資的生產線，如外資汽車生產企業(yè)的生產線大多用到了現(xiàn)場總線技術，后來啤酒灌裝、煙草加工、機械裝配、產品包裝等生產線也大量使用現(xiàn)場總線。可以預見，隨著現(xiàn)場總線技術發(fā)展及其在工業(yè)自動化領域的不斷深入，傳統(tǒng)的 DCS 必將被 FCS 所全面取代。就國內而言，自二十世紀末以來，現(xiàn)場總線技術的研究開始進入起步階段， 1997 年 5 月中國現(xiàn)場總線（ FF）專業(yè)委員會建立，并籌建 FF 現(xiàn)場總線產品認證中心；同年 7 月中國現(xiàn)場總線（ Profibus）專業(yè)委員會組建，同時開始籌建現(xiàn)場總線（ Profibus）產品演示及認證實驗室。 2021 年11 月，國家發(fā)展計劃委員會在《當前優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化重點領域指南（ 2021年度）》中將現(xiàn)場總線技術及其智能 儀表的研究、開發(fā)及推廣應用列為優(yōu)先發(fā)展的高科技重點領域之一。它的出現(xiàn)，必將對控制領域產生深刻的變革，并對社會生產力的發(fā)展起到極大的促進作用。必須抓住有利條件，積極開展對現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的跟蹤研究，用于嘗試這項先進技術，盡早提高我國企業(yè)自動化水平?，F(xiàn)場總線是數字化通信網絡，它不單純取代 420mA操作員監(jiān)控站 操作員接口 交換機 I/O連線 控制器或智能化現(xiàn)場設備 現(xiàn)場總線 現(xiàn)場總線 信號，還可實現(xiàn)設備狀態(tài)、故障、參數信息傳送。 （ 2）開放式、互操作性、互換性、可集成性 不同廠家產品只要使用同一總 線標準，就具有互操作性、互換性，因此設備具有很好的可集成性。 （ 3）系統(tǒng)可靠性高、可維護性好 基于現(xiàn)場總線的自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用總線連接方式替代一對一的 I/O 連線，對于大規(guī)模 I/O 系統(tǒng)來說，減少了由接線點造成的不可靠因素。 （ 4）降低了系統(tǒng)及工程 成本 對大范圍、大規(guī)模 I/O 的分布式系統(tǒng)來說，省去了大量的電纜、 I/O 模塊及電纜敷設工程費用，降低了系統(tǒng)及工程成本。這就提出了現(xiàn)場總線標準的問題。能否使自己總線技術標準在未來國際標準中占有較大比例成份，關系到該公司相關產品前途、用戶的信任及企業(yè)的名譽。因此，各大國際公司在制定現(xiàn)場總線國際標準中的 競爭 ，體現(xiàn)了各公司在技術領先地位上的競爭，而其最終還是要歸結到市場實力的競爭。具有一定影響和已占有一定市場份額的總線有如下幾種： PROFIBUS 現(xiàn)場總線 1996 年 3 月 15 日批準為歐洲標準，即 DIN 50170 。目前支持PROFIBUS 標準的產品超過 1500 多種，分別來自國際上 250 多個生產廠家。 1985年組建了 PROFIBUS國際支持中心； 1989年 12月建立了 PROFIBUS用戶組織（ PNO）。 1997 年 7 月組建了中國現(xiàn)場總線（ PROFIBUS）專業(yè)委員會，并籌建現(xiàn)場總線 PROF