发表于:2008-01-06 22:39:00
楼主
近些年来,随着自动控制、计算机、网络、通信等技术的发展,企业的信息管理系统的覆盖范围正逐渐地从传统的经营、管理信息扩展到工厂的主控信息及现场的控制信息。借助于强大的工业通信网络,企业的信息管理平台不仅可以对市场信息和管理信息进行处理,还可以囊括从原料采购、生产加工到成品储运的全部生产流程。纵观自动化控制系统的发展历史,大致可分为三个阶段:1、集中式控制系统 2、集散控制系统 3、现场总线控制系统。
随着智能芯片技术的发展成熟,设备的智能程度越来越高,成本在不断下降,因此,在智能设备之间使用基于开放标准的现场总线技术构建的自动化系统逐渐成熟。通过标准的现场总线通信接口,现场的I/O信号、传感器及变送器的设备可以直接连接到现场总线上,现场总线控制系统通过一根总线电缆传递所有数据信号,替代了原来的成百上千根电缆,大大降低了不限的成本,提高了通信的可靠性。
一、现场总线技术的产生:
根据工厂管理、生产过程及功能要求,在一个现代化工厂环境中,在大规模的工业生产过程控制中,工业数据结构可分为三个层次即工厂级、车间级和现场级。
传统的现场级自动化监控系统采用一对一连线的、4-20mA/24VDC信号,信息量有限,难以实现设备之间及系统与外界之间的信息交换,使自控系统成为工厂中的“信息孤岛”,严重制约了企业信息集成及企业综合自动化的实现;
现场总线(Fieldbus)技术是实现现场级控制设备数字化通信的一种工业现场层网络通信技术;是一次工业现场级设备通信的数字化革命。基于现场总线的自动化监控系统采用计算机数字化通信技术,使自控系统与设备加入工厂信息网络,构成企业信息网络底层,使企业信息沟通的覆盖范围一直延伸到生产现场。
二、现场总线技术的定义:
目前,公认的现场总线技术概念描述如下:现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。其中,“生产过程”包括断续生产过程和连续生产过程两类。
或者,现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点,用总线相连接,实现相互交换信息,共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。
三、PROFIBUS概述:
PROFIBUS (Process Fieldbus)是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络,从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。
PROFIBUS是由德国西门子公司在1987年推出的,是一种国际性的、开放的、不依赖于设备生产商并已经生效的现场总线标准。它保护世界范围的用户和制造商的投资。现广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。主要应用于PLC。
四、PROFIBUS优点:
节省硬件和安装费用: 减少硬件成份 (I/O, 终端块、隔离栅), 更容易、更快捷和低成本的安装;
节省工程费用更容易组态(对所有设备只需一套工具):更容易保养和维修 、更容易和更快捷的系统起动;
更大的制造灵活性:
改进功能 减少故障时间 准确、可靠的诊断数据、可靠的数字传输技术。
五、PROFIBUS组成:
PROFIBUS由三个兼容部分组成,即PROFIBUS-DP(Decentralized Periphery)、PROFIBUS-PA(Process Automation)、PROFIBUS-FMS(Fieldbus Message Specification)。
PROFIBUS-DP:是一种高速低成本通信,用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。使用PROFIBUS-DP可取代办24VDC或4-20mA信号传输。
PROFIBUS-PA:专为过程自动化设计,可使传感器和执行机构联在一根总线上,并有本征安全规范。
PROFIBUS-FMS:用于车间级监控网络,是一个令牌结构、实时多主网络。