PROFIBUS總線技術(shù)及應(yīng)用

PROFIBUS總線技術(shù)及應(yīng)用摘要現(xiàn)場總線技術(shù)是20世紀(jì)90年代興起的一種集控制技術(shù)、儀表技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為一體的先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)。這其中PROFIBUS現(xiàn)場總線是目前較為流行的五種現(xiàn)場總線中較為有儀表性的一種。與其它現(xiàn)場總線系統(tǒng)相比,PROFIBUS的最大優(yōu)點在于具有穩(wěn)定的國際標(biāo)準(zhǔn)EN50170作保證,并經(jīng)實際應(yīng)用驗證具有普遍性。目前已應(yīng)用的領(lǐng)域包括加工制造、過程控制和樓宇自動化等。PROFIBUS的開放性和不依賴于廠商的通信設(shè)想,已在10多萬成功應(yīng)用中得以實現(xiàn)。市場調(diào)查確認(rèn),在德國和歐洲市場中PROFIBUS占開放性工業(yè)現(xiàn)場總線系統(tǒng)的市場份額超過40%。文中介紹了PROFIBUS現(xiàn)場總線的由來、構(gòu)成、特性及其應(yīng)用，對PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線技術(shù)的協(xié)議結(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述。關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線；PROFIBUS-DP；協(xié)議結(jié)構(gòu)1引言隨著控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)場總線技術(shù)己經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)過程的必然趨勢?，F(xiàn)場總線有節(jié)省硬件數(shù)量與投資、節(jié)省安裝費用、節(jié)省維護(hù)開銷、用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權(quán)、提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性等優(yōu)點。自上世紀(jì)80年代以來,有幾種類型的現(xiàn)場總線技術(shù)己經(jīng)發(fā)展成熟,它們是CAN、LONWORKS、PROFIBUS、WORLDFIP、HART、FF現(xiàn)場基金會總線等。PROFIBUS是目前最成功的現(xiàn)場總線之一,得到了廣泛的應(yīng)用。它是不依賴于生產(chǎn)廠家的、開放式的現(xiàn)場總線,各種自動化設(shè)備均可通過同樣的接口交換信息。PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)是德國國家科學(xué)技術(shù)部審視了數(shù)字技術(shù)發(fā)展的必然趨勢以及德國工業(yè)、經(jīng)濟(jì)對自控技術(shù)的需要，特別在規(guī)范化和開放性方面的要求，把它列為德國的國家科技研究項目，從1987年開始集中了SIEMENS等13家公司和5家研究所的力量，按照ISO/OSI參考模型開始研究制訂現(xiàn)場總線的德國國家標(biāo)準(zhǔn)ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>于浩洋</Author><Year>2002</Year><RecNum>31</RecNum><DisplayText>[1]</DisplayText><record><rec-number>31</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">31</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>于浩洋</author></authors></contributors><auth-address>黑龍江工程學(xué)院電子工程系黑龍江哈爾濱150050</auth-address><titles><title>PROFIBUS現(xiàn)場總線概述</title><secondary-title>自動化與儀表</secondary-title></titles><periodical><full-title>自動化與儀表</full-title></periodical><pages>18-21</pages><number>02</number><keywords><keyword>PROFIBUS</keyword><keyword>現(xiàn)場總線</keyword><keyword>控制</keyword><keyword>應(yīng)用層</keyword><keyword>以太網(wǎng)</keyword></keywords><dates><year>2002</year></dates><isbn>1001-9944</isbn><call-num>12-1148/TP</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[HYPERLINK\o"于浩洋,2002#31"1]。2PROFIBUS現(xiàn)場總線的技術(shù)概況2.1PROFIBUS現(xiàn)場總線基本原理PROFIBUS由3部分組成：PROFIBUS-FMS（FieldbusMessageSpecification,現(xiàn)場總線報文規(guī)范）、PROFIBUS-DP（DecentralizedPeriphery，分散型外圍設(shè)備）、PROFIBUS-PA（ProcessAutomation，過程自動化）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>陳月婷</Author><Year>2007</Year><RecNum>32</RecNum><DisplayText>[2,3]</DisplayText><record><rec-number>32</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">32</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>陳月婷</author><author>何芳</author></authors></contributors><auth-address>濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院山東濟(jì)南250022,山東濟(jì)南250022</auth-address><titles><title>PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)及發(fā)展分析</title><secondary-title>濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)</secondary-title></titles><periodical><full-title>濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)</full-title></periodical><pages>226-230</pages><number>03</number><keywords><keyword>現(xiàn)場總線</keyword><keyword>PROFIBUS-DP</keyword><keyword>傳輸技術(shù)</keyword></keywords><dates><year>2007</year></dates><isbn>1671-3559</isbn><call-num>37-1378/N</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite><Cite><Author>黃俊</Author><Year>2003</Year><RecNum>33</RecNum><record><rec-number>33</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">33</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>黃俊</author></authors></contributors><auth-address>重慶鋼鐵設(shè)計研究總院重慶400013</auth-address><titles><title>PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用</title><secondary-title>制造業(yè)自動化</secondary-title></titles><periodical><full-title>制造業(yè)自動化</full-title></periodical><pages>41-44</pages><number>02</number><keywords><keyword>PROFIBUS現(xiàn)場總線</keyword><keyword>應(yīng)用</keyword></keywords><dates><year>2003</year></dates><isbn>1009-0134</isbn><call-num>11-4389/TP</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[HYPERLINK\o"陳月婷,2007#32"2,HYPERLINK\o"黃俊,2003#33"3]。PROFIBUS-FMS：PROFIBUS-FMS的設(shè)計旨在解決車間監(jiān)控級通信任務(wù)，提供大量的通信服務(wù)?？删幊绦蚩刂破鳎ㄈ鏟LC，PC機等）之間需要比現(xiàn)場層更大量的數(shù)據(jù)傳送，用以完成中等傳輸速度進(jìn)行的循環(huán)與非循環(huán)的通信服務(wù)，但通信的實時性要求低于現(xiàn)場層。其應(yīng)用層提供了供用戶使用的通信服務(wù)，它包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范FMS及低層接口LLI兩部分。PROFIBUS-FMS利用通信關(guān)系將分散的應(yīng)用過程統(tǒng)一到一個共用的過程中。在應(yīng)用過程中，可用來通信的那部分現(xiàn)場設(shè)備稱虛擬設(shè)備VFD（VirtualfieldDevice）。在實際現(xiàn)場設(shè)備與VFD之間設(shè)立一個通信關(guān)系表，通信關(guān)系表是VFD通信變量的集合，如零件數(shù)、故障率、停機時間等。VFD通過通信關(guān)系表完成對實際現(xiàn)場設(shè)備的通信ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>胥軍</Author><Year>2008</Year><RecNum>34</RecNum><DisplayText>[4]</DisplayText><record><rec-number>34</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">34</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>胥軍</author><author>李剛炎</author></authors></contributors><auth-address>武漢理工大學(xué)機電工程學(xué)院;</auth-address><titles><title>PROFIBUS現(xiàn)場總線FMS協(xié)議研究</title><secondary-title>自動化技術(shù)與應(yīng)用</secondary-title></titles><periodical><full-title>自動化技術(shù)與應(yīng)用</full-title></periodical><pages>89-91+88</pages><number>09</number><keywords><keyword>現(xiàn)場總線</keyword><keyword>PROFIBUS-FMS協(xié)議</keyword><keyword>SPC4</keyword></keywords><dates><year>2008</year></dates><isbn>1003-7241</isbn><call-num>23-1474/TP</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[HYPERLINK\o"胥軍,2008#34"4]。PROFIBUS-DP：PROFIBUS-DP用于現(xiàn)場層的用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送。在這一級，中央處理器通過高速串行線同分散的現(xiàn)場設(shè)備（I/O，驅(qū)動器、閥門等）進(jìn)行通訊。一般情況下，DP構(gòu)成單主站系統(tǒng)，主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。總線循環(huán)時間必須比主站程序循環(huán)時間短。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUS-DP還提供智能化現(xiàn)場設(shè)備所需的非周期性通信，以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報警處理ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>高華</Author><Year>2005</Year><RecNum>35</RecNum><DisplayText>[5,6]</DisplayText><record><rec-number>35</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">35</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>高華</author></authors><tertiary-authors><author>姚竹亭,</author></tertiary-authors></contributors><titles><title>PROFIBUS-DP技術(shù)研究及其通信接口的開發(fā)</title></titles><keywords><keyword>現(xiàn)場總線</keyword><keyword>PROFIBUS-DP</keyword><keyword>協(xié)議</keyword><keyword>通信接口</keyword><keyword>開發(fā)方案</keyword></keywords><dates><year>2005</year></dates><publisher>中北大學(xué)</publisher><work-type>碩士</work-type><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite><Cite><Author>周益明</Author><Year>2005</Year><RecNum>36</RecNum><record><rec-number>36</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">36</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>周益明</author></authors><tertiary-authors><author>趙敏,</author></tertiary-authors></contributors><titles><title>PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線通信研究及智能從站設(shè)計</title></titles><keywords><keyword>現(xiàn)場總線</keyword><keyword>PROFIBUS-DP</keyword><keyword>SPC3</keyword><keyword>智能從站</keyword><keyword>通信協(xié)議</keyword><keyword>通信接口</keyword></keywords><dates><year>2005</year></dates><publisher>南京航空航天大學(xué)</publisher><work-type>碩士</work-type><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[HYPERLINK\o"高華,2005#35"5,HYPERLINK\o"周益明,2005#36"6]。PROFIBUS-PA：PROFIBUS-PA適用于PROFIBUS過程自動化。PA將自動化系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)與壓力、溫度和液位變送器等現(xiàn)場設(shè)備連接起來，并可用來代替4-20mA的模擬技術(shù)。PROFIBUS-PA行規(guī)保證了不同廠商所生產(chǎn)的現(xiàn)場設(shè)備的互換性和互操作性，它是PROFIBUS-PA的一個組成部分。它的任務(wù)是為各種類型現(xiàn)場設(shè)備選用真正需要的通信功能，并提供這些設(shè)備功能和設(shè)備行為的必要規(guī)格。目前，PA行規(guī)已對所有通用的變送器和一些設(shè)備類型作了具體規(guī)定ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>惠敦炎</Author><Year>2001</Year><RecNum>38</RecNum><DisplayText>[7,8]</DisplayText><record><rec-number>38</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">38</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>惠敦炎</author></authors></contributors><auth-address>西門子(中國)有限公司!北京100102</auth-address><titles><title>PROFIBUS-PA網(wǎng)絡(luò)概述</title><secondary-title>測控技術(shù)</secondary-title></titles><periodical><full-title>測控技術(shù)</full-title></periodical><pages>8-14</pages><number>03</number><keywords><keyword>PROFIBUS</keyword><keyword>現(xiàn)場總線</keyword><keyword>網(wǎng)絡(luò)</keyword></keywords><dates><year>2001</year></dates><isbn>1000-8829</isbn><call-num>11-2546/TB</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite><Cite><Author>葉彬強</Author><Year>2005</Year><RecNum>37</RecNum><record><rec-number>37</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">37</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>葉彬強</author></authors></contributors><auth-address>重慶工學(xué)院電子信息與自動化學(xué)院重慶400050</auth-address><titles><title>Profibus-PA現(xiàn)場總線技術(shù)研究和應(yīng)用</title><secondary-title>石油化工自動化</secondary-title></titles><periodical><full-title>石油化工自動化</full-title></periodical><pages>67-70</pages><number>05</number><keywords><keyword>Profibus-PA現(xiàn)場總線</keyword><keyword>通信協(xié)議</keyword><keyword>接口技術(shù)</keyword></keywords><dates><year>2005</year></dates><isbn>1007-7324</isbn><call-num>62-1132/TE</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[HYPERLINK\o"惠敦炎,2001#38"7,HYPERLINK\o"葉彬強,2005#37"8]。2.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)特性PROFIBUS提供了3種數(shù)據(jù)傳輸類型：用于DP和FMS的RS-485傳輸、用于PA的IEC1158-2傳輸、用光纖傳輸ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>劉眾</Author><Year>2012</Year><RecNum>40</RecNum><DisplayText>[9,10]</DisplayText><record><rec-number>40</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">40</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>劉眾</author></authors><tertiary-authors><author>王道順,</author></tertiary-authors></contributors><titles><title>基于PROFIBUS總線的閥門控制系統(tǒng)設(shè)計</title></titles><keywords><keyword>現(xiàn)場總線</keyword><keyword>PROFIBUS</keyword><keyword>閥門控制</keyword></keywords><dates><year>2012</year></dates><publisher>大連交通大學(xué)</publisher><work-type>碩士</work-type><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite><Cite><Author>汪文功</Author><Year>2012</Year><RecNum>39</RecNum><record><rec-number>39</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">39</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>汪文功</author></authors></contributors><auth-address>國網(wǎng)電力科學(xué)研究院國電南瑞科技股份有限公司;</auth-address><titles><title>PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層分析</title><secondary-title>工業(yè)儀表與自動化裝置</secondary-title></titles><periodical><full-title>工業(yè)儀表與自動化裝置</full-title></periodical><pages>40-42+54</pages><number>05</number><keywords><keyword>PROFIBUS-DP</keyword><keyword>數(shù)據(jù)鏈路層(FDL)</keyword><keyword>有窮狀態(tài)機(FSM)</keyword></keywords><dates><year>2012</year></dates><isbn>1000-0682</isbn><call-num>61-1121/TH</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[HYPERLINK\o"劉眾,2012#40"9,HYPERLINK\o"汪文功,2012#39"10]。用于DP和FMS的RS-485傳輸：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操作。RS-485是PROFIBUS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。RS-485傳輸技術(shù)的基本特征：在網(wǎng)絡(luò)線性總線的兩端有有源的總線終端電阻；采用屏蔽雙絞電纜，根據(jù)環(huán)境條件也可取消屏蔽；每分段32個站（不帶中繼），可多達(dá)127個站（帶中繼）；在連接上，大都使用9針D型插頭。用于PA的IEC1158-2傳輸：是一種位同步協(xié)議，可進(jìn)行無電流的連續(xù)傳輸，通常稱為H1。數(shù)據(jù)IEC1158-2的傳輸技術(shù)用于PROFIBUS-PA，能滿足化工和石油化工業(yè)的要求。它可保持其本質(zhì)安全性，并通過總線對現(xiàn)場設(shè)備供電。IEC1158-2傳輸技術(shù)特性：采用數(shù)字式、位同步、曼徹斯特編碼傳輸數(shù)據(jù)；傳輸速率為31.25kb/s（電壓式）；根據(jù)前同步信號,采用起始和終止限定符避免數(shù)據(jù)誤差；采用屏蔽式或非屏蔽式雙絞電纜;可采用線型或樹型，或兩者相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)；每段最多32個站，總數(shù)最多為126個;最多可擴展至4臺中繼器。用光纖傳輸：PROFIBUS系統(tǒng)在電磁干擾很大的環(huán)境中，可使用光纖以增加高速傳輸?shù)木嚯x?？墒褂脙煞N光纖導(dǎo)體，一種是價格低廉的塑料纖維導(dǎo)體，在距離小于50m情況下使用，另一種是玻璃纖維導(dǎo)體，在距離小于1km情況下使用。目前許多廠商都提供專用總線插頭，可將RS-485信號轉(zhuǎn)換成光纖導(dǎo)體信號或?qū)⒐饫w導(dǎo)體信號轉(zhuǎn)換成RS-485信號。2.3協(xié)議結(jié)構(gòu)PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)ISO7498國際標(biāo)準(zhǔn)，以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（OpenInterconnection-SIO）作為參考模型ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>陳月婷</Author><Year>2007</Year><RecNum>41</RecNum><DisplayText>[2,11]</DisplayText><record><rec-number>41</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">41</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>陳月婷</author><author>何芳</author></authors></contributors><auth-address>濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院山東濟(jì)南250022,山東濟(jì)南250022</auth-address><titles><title>PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)及發(fā)展分析</title><secondary-title>濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)</secondary-title></titles><periodical><full-title>濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)</full-title></periodical><pages>226-230</pages><number>03</number><keywords><keyword>現(xiàn)場總線</keyword><keyword>PROFIBUS-DP</keyword><keyword>傳輸技術(shù)</keyword></keywords><dates><year>2007</year></dates><isbn>1671-3559</isbn><call-num>37-1378/N</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite><Cite><Author>賀昀</Author><Year>2005</Year><RecNum>42</RecNum><record><rec-number>42</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">42</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>賀昀</author></authors><tertiary-authors><author>李銀國,</author></tertiary-authors></contributors><titles><title>現(xiàn)場總線Profibus協(xié)議研究及其終端儀表技術(shù)實現(xiàn)</title></titles><keywords><keyword>現(xiàn)場總線</keyword><keyword>智能儀表</keyword><keyword>Profibus</keyword><keyword>Profiubs-PA</keyword><keyword>行規(guī)</keyword></keywords><dates><year>2005</year></dates><publisher>重慶大學(xué)</publisher><work-type>碩士</work-type><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[HYPERLINK\o"陳月婷,2007#32"2,HYPERLINK\o"賀昀,2005#42"11]。PROFIBUS-DP使用了七層協(xié)議的第一、二層及用戶接口，沒有定義第三到第七層，這種結(jié)構(gòu)保證了快速而有效的數(shù)據(jù)傳輸。直接數(shù)據(jù)鏈路映象DDLM為用戶接口提供第二層功能映象，用戶接口規(guī)定了用戶、系統(tǒng)及不同設(shè)備可以調(diào)用的功能，并對不同的PROFIBUS-DP設(shè)備的設(shè)備行為給予說明。PROFIBUS-FMS定義了第一、二、七層。應(yīng)用層包括了現(xiàn)場信息規(guī)范FMS和底層接口LLI。FMS包含了應(yīng)用層的協(xié)議，并向用戶提供了豐富的服務(wù)功能；LLI為FMS提供了與設(shè)備無關(guān)的第二層的訪問能力。第二層實現(xiàn)總線訪問控制并保持被傳輸數(shù)據(jù)的可靠性。PROFIBUS-FMS與PROFIBUS-DP與使用了相同的傳輸技術(shù)和統(tǒng)一的總線訪問協(xié)議，可在同一條線纜上進(jìn)行操作。PROFIBUS-PA采用PROFIBUS-DP的基本功能來傳送測量值和狀態(tài)，并通過擴展PROFIBUS-DP的功能來制定現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)并進(jìn)行設(shè)備操作。PA設(shè)備可以通過耦合器連入DP網(wǎng)絡(luò)。PROFIBUS-PA第一層采用IEC1158-2技術(shù)，第二層與第一層之間的接口在DIN19245系列標(biāo)準(zhǔn)的第4部分作出規(guī)定。另外，PROFIBUS在第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）使用混合介質(zhì)存取技術(shù)，即PROFIBUS介質(zhì)存取協(xié)議包括主站之間的令牌環(huán)方式和主站、從站之間的主從方式。PROFIBUS協(xié)議是開放的，理論上只需具備串行通信能力的微處理器便可以實現(xiàn)。3PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)的具體應(yīng)用3.1PROFIBUS在紙機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用某紙廠的紙機控制系統(tǒng)(MCS)采用的是芬蘭美卓的MetsoDNA系統(tǒng),現(xiàn)場的電機控制柜(MCC)中采用了西門子的SIMOCODE-DP智能馬達(dá)控制器。MCS系統(tǒng)要對紙機烘缸電機等進(jìn)行控制,傳統(tǒng)方式是用I/O連接的方式將I/O信號接入紙機MCS系統(tǒng)中以實現(xiàn)對紙機電機的控制ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>孟憲坤</Author><Year>2012</Year><RecNum>44</RecNum><DisplayText>[12,13]</DisplayText><record><rec-number>44</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">44</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>孟憲坤</author></authors><tertiary-authors><author>李明輝,</author></tertiary-authors></contributors><titles><title>基于現(xiàn)場總線的紙機電氣傳動控制系統(tǒng)的設(shè)計</title></titles><keywords><keyword>現(xiàn)場總線</keyword><keyword>變頻器</keyword><keyword>速度鏈</keyword><keyword>負(fù)荷分配</keyword><keyword>張力控制</keyword></keywords><dates><year>2012</year></dates><publisher>陜西科技大學(xué)</publisher><work-type>碩士</work-type><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite><Cite><Author>張承慧</Author><Year>2003</Year><RecNum>43</RecNum><record><rec-number>43</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">43</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>張承慧</author><author>汪明</author><author>程金</author></authors></contributors><auth-address>山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院山東濟(jì)南,250061,山東濟(jì)南,250061,山東濟(jì)南,250061</auth-address><titles><title>PROFIBUS在紙機傳動中的應(yīng)用</title><secondary-title>中國造紙</secondary-title></titles><periodical><full-title>中國造紙</full-title></periodical><pages>40-43</pages><number>07</number><keywords><keyword>現(xiàn)場總線</keyword><keyword>PROFIBUS</keyword><keyword>造紙</keyword><keyword>傳動</keyword><keyword>變頻器</keyword></keywords><dates><year>2003</year></dates><isbn>0254-508X</isbn><call-num>11-1967/TS</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[HYPERLINK\o"孟憲坤,2012#44"12,HYPERLINK\o"張承慧,2003#43"13]。由于該紙廠采用了SIMOCODE-DP智能馬達(dá)控制器,它不但能夠?qū)崿F(xiàn)啟停電機的功能,還可以監(jiān)視所有重要數(shù)據(jù),如電動機電流,運行時間,起動次數(shù)等。SIMOCODE-DP支持標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS-DP,通過PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⑦@些信號送入MCS系統(tǒng)中,節(jié)省了傳統(tǒng)的I/O連線,只要通過一根網(wǎng)絡(luò)通訊線就能實現(xiàn)電機的啟?？刂坪蜖顟B(tài)監(jiān)視。為了減少現(xiàn)場信號的干擾,延長信號的傳輸,在MCC柜和MCS之間的連接采用了光纖連接,通訊速率設(shè)為1.5Mbit/s。由于MCS的PROFIBUS接口是RS-485總線性質(zhì)的,所以在MCS柜與MCC柜之間使用了SIEMENS的OLM介質(zhì)轉(zhuǎn)換器,將電信號轉(zhuǎn)換成光信號后傳輸?shù)組CC處,在MCC處又將信號進(jìn)行了轉(zhuǎn)換與SIMOCODE-DP進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在總線存取協(xié)議上采用了標(biāo)準(zhǔn)的主-從方式,MCS端作為主站,SIMOCODE-DP端作為從站進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問。在組態(tài)系統(tǒng)時,應(yīng)用MCS的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)組態(tài)工具將SIMOCODE的GSD文件SIEM8031GSG導(dǎo)入系統(tǒng)。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中定義好主站和每一個從站。定義PROFIBUS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時,在系統(tǒng)中定義好主站和每一個從站,從站中數(shù)據(jù)區(qū)采用BasicType3,同樣在主站中也要定義數(shù)據(jù)訪問的類型為BasicType3。MCS加載相應(yīng)的配置后就能和系統(tǒng)中的從站進(jìn)行PROFIBUS通訊。MCS中的程序就可以對電機進(jìn)行控制和狀態(tài)監(jiān)視。3.2馬鋼第三煉鋼廠六機六流高效方坯連鑄機采用全弧型漸近矯直機型,連鑄半徑為8m,鑄坯斷面為140mm×140mm,定尺長度為16000mm,單爐澆注鋼水量為65t,澆注時間為28min/爐,年產(chǎn)合格鋼坯量70.93萬t,鋼水收得率97%ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>黃俊</Author><Year>2003</Year><RecNum>33</RecNum><DisplayText>[3]</DisplayText><record><rec-number>33</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="pwfvezswarf9f2eadpy5xapie0zpr9ap5p2e">33</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>黃俊</author></authors></contributors><auth-address>重慶鋼鐵設(shè)計研究總院重慶400013</auth-address><titles><title>PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用</title><secondary-title>制造業(yè)自動化</secondary-title></titles><periodical><full-title>制造業(yè)自動化</full-title></periodical><pages>41-44</page