現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)及其在電力行業(yè)中的應用

一、引 言

　　我國因用電緊缺，急需一批先進(jìn)的大型火電機組，但我過(guò)這方面技術(shù)落后，從國外引進(jìn)。同時(shí)也引進(jìn)了分散控制系統和PLC。FCS是由DCS與PLC發(fā)展而來(lái)，FCS不僅具備DCS與PLC的特點(diǎn)，而且跨出了革命性的一步。而目前，新型的DCS與新型的PLC，都有向對方靠攏的趨勢。新型的DCS已有很強的順序控制功能；而新型的PLC，在處理閉環(huán)控制方面也不差，并且兩者都能組成大型網(wǎng)絡(luò )，DCS與PLC的適用范圍，已有很大的交叉。DCS系統的關(guān)鍵是通信。也可以說(shuō)數據公路是分散控制系統DCS的脊柱。由于它的任務(wù)是為系統所有部件之間提供通信網(wǎng)絡(luò )，因此，數據公路自身的設計就決定了總體的靈活性和安全性。數據公路的媒體可以是：一對絞線(xiàn)、同軸電纜或光纖電纜。通過(guò)數據公路的設計參數，基本上可以了解一個(gè)特定DCS系統的相對優(yōu)點(diǎn)與弱點(diǎn)。為保證通信的完整，大部分DCS廠(chǎng)家都能提供冗余數據公路。為了保證系統的安全性，使用了復雜的通信規約和檢錯技術(shù)。所謂通信規約就是一組規則，用以保證所傳輸的數據被接收，并且被理解得和發(fā)送的數據一樣。目前在DCS系統中一般使用兩類(lèi)通信手段，即同步的和異步的，同步通信依靠一個(gè)時(shí)鐘信號來(lái)調節數據的傳輸和接收，異步網(wǎng)絡(luò )采用沒(méi)有時(shí)鐘的報告系統。

　　二、現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)

　　2.1 現場(chǎng)總線(xiàn)的概念

　　現場(chǎng)總線(xiàn)是指以工廠(chǎng)內的測量和控制機器間的數字通訊為主的網(wǎng)絡(luò )，也稱(chēng)現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )。也就是將傳感器、各種操作終端和控制器間的通訊及控制器之間的通訊進(jìn)行特化的網(wǎng)絡(luò )。原來(lái)這些機器間的主體配線(xiàn)是ON/OFF、接點(diǎn)信號和模擬信號，通過(guò)通訊的數字化，使時(shí)間分割、多重化、多點(diǎn)化成為可能，從而實(shí)現高性能化、高可靠化、保養簡(jiǎn)便化、節省配線(xiàn)（配線(xiàn)的共享）。

　　傳統的4-20mA信號連接，信息量有限，嚴重制約了企業(yè)信息集成和企業(yè)綜合自動(dòng)化的實(shí)現?，F場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)把孤立的現場(chǎng)級設備帶進(jìn)了企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò )中。

　　2.2 Profibus 技術(shù)介紹

　　PROFIBUS，是一種國際化。開(kāi)放式。不依賴(lài)于設備生產(chǎn)商的現場(chǎng)總線(xiàn)標準。PROFIBUS傳送速度可在 9.6kbaud~12Mbaud范圍內選擇且當總線(xiàn)系統啟動(dòng)時(shí)，所有連接到總線(xiàn)上的裝置應該被設成相同的速度。廣泛適用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化和樓宇、交通電力等其他領(lǐng)域自動(dòng)化。PROFIBUS是一種用于工廠(chǎng)自動(dòng)化車(chē)間級監控和現場(chǎng)設備層數據通信與控制的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)?？蓪?shí)現現場(chǎng)設備層到車(chē)間級監控的分散式數字控制和現場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò )，從而為實(shí)現工廠(chǎng)綜合自動(dòng)化和現場(chǎng)設備智能化提供了可行的解決方案。

　　PPROFIBUS是過(guò)程現場(chǎng)總線(xiàn)的縮寫(xiě)，于1989年正式成為現場(chǎng)總線(xiàn)的國際標準。目前在多種自動(dòng)化的領(lǐng)域中占據主導地位，全世界的設備節點(diǎn)數已經(jīng)超過(guò)2000萬(wàn)。它由三個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUS－DP（ Decentralized Periphery）。PROFIBUS－PA（Process Automation ）。PROFIBUS-FMS （Fieldbus Message Specification ）。主要使用主-從方式，通常周期性地與傳動(dòng)裝置進(jìn)行數據交換rofibus是德國于90年代初制訂的國家工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議標準，代號DTN19245，目前是IEC 61158國際標準中的Type3部分?，F在它成為不依賴(lài)于設備生產(chǎn)商、開(kāi)放的、國際化的現場(chǎng)總線(xiàn)標準之一。廣泛應用于制造自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化、樓宇、交通、電力等領(lǐng)域的自動(dòng)化控制系統中。

　　PROFIBUS–DP：是一種高速低成本通信，用于設備級控制系統與分散式I/O的通信。使用PROFIBUS－DP可取代辦24VDC或4－20mA信號傳輸。專(zhuān)為現場(chǎng)級分散IO節點(diǎn)設計；

　　PORFIBUS－PA：專(zhuān)為過(guò)程自動(dòng)化設計，適合于本質(zhì)安全的場(chǎng)合，可使傳感器和執行機構聯(lián)在一根總線(xiàn)上，并有本征安全規范。

　　PROFIBUS－FMS：用于車(chē)間級監控網(wǎng)絡(luò )，是一個(gè)令牌結構。實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò )。為車(chē)間級通信任務(wù)提供了大量的通信服務(wù)。

　　PROFIBUS是一種用于工廠(chǎng)自動(dòng)化車(chē)間級監控和現場(chǎng)設備層數據通信與控制的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)?？蓪?shí)現現場(chǎng)設備層到車(chē)間級監控的分散式數字控制和現場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò )，從而為實(shí)現工廠(chǎng)綜合自動(dòng)化和現場(chǎng)設備智能化提供了可行的解決方案。