現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在百萬(wàn)級核電中的應用

作者：時(shí)間：2012-11-02 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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1.現場(chǎng)總線(xiàn)的發(fā)展歷史以及現場(chǎng)總線(xiàn)在核電站中的應用
1.1現場(chǎng)總線(xiàn)的發(fā)展歷史：
1984年，美國儀表協(xié)會(huì )（ISA）下屬的標準與實(shí)施工作組中的ISA/SP50開(kāi)始制定現場(chǎng)總線(xiàn)標準；1985年，國際電工委員會(huì )決定由Proway Working Group負責現場(chǎng)總線(xiàn)體系結構與標準的研究制定工作；1986年，德國開(kāi)始制定過(guò)程現場(chǎng)總線(xiàn)（Process Fieldbus）標準，簡(jiǎn)稱(chēng)為PROFIBUS，由此拉開(kāi)了現場(chǎng)總線(xiàn)標準制定及其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的序幕。1992年，由Siemens，Rocemount，ABB，Foxboro，Yokogawa等80家公司聯(lián)合，成立了ISP（Interoperable System Protocol）組織，著(zhù)手在PROFIBUS的基礎上制定現場(chǎng)總線(xiàn)標準。1993年，以Honeywell，Bailey等公司為首，成立了World FIP（Factory Instrumentation Protocol）組織，有120多個(gè)公司加盟該組織，并以法國標準FIP為基礎制定現場(chǎng)總線(xiàn)標準。1994年，ISP和World FIP的北美分部合并成立了現場(chǎng)總線(xiàn)基金會(huì )（Fieldbus Foundation簡(jiǎn)稱(chēng)FF），推動(dòng)了現場(chǎng)總線(xiàn)標準的制定和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，并于1996年第一季度頒布了低速總線(xiàn)H1的標準，安裝了示范系統，將不同廠(chǎng)商的符合FF規范的設備互連構成控制系統和通訊網(wǎng)絡(luò )，使H1低速總線(xiàn)開(kāi)始步入實(shí)用階段。與此同時(shí)，在不同行業(yè)還陸續派生出一些有影響的總線(xiàn)標準。它們大都在某些公司標準的基礎上逐漸形成，并得到其他公司、廠(chǎng)商、用戶(hù)及國際組織的支持。如德國B(niǎo)osch公司推出的CAN（Control Area Network），美國Echelon公司推出的LonWorks等。

1.2 現場(chǎng)總線(xiàn)在核電站中的應用：
中國田灣核電站以及嶺澳二期百萬(wàn)千瓦級機組控制系統采用的是西門(mén)子公司的TXP+TXS，使用PROFIBUS總線(xiàn)技術(shù)。浙江三門(mén)核電的非安全級控制將采用西屋公司的OVATION控制系統，將采用FF總線(xiàn)，也就是FOUNDATION FIELDBUS。

2．PROFUBUS總線(xiàn)技術(shù)的特點(diǎn)以及在TXP＋TXS系統中的應用
2.1PROFUBUS總線(xiàn)技術(shù)的特點(diǎn)：
獨立的市場(chǎng)研究證實(shí)，PROFIBUS在歐洲是市場(chǎng)的領(lǐng)導者，且在世界范圍內有最高的增長(cháng)率。在1997年已安裝的PROFIBUS基本設備超過(guò)了1,500,0001個(gè)，年增長(cháng)到約20-30% 。PROFIBUS 使用兩端有終端的總線(xiàn)拓撲在運行期間，接入和斷開(kāi)一個(gè)或幾個(gè)站不會(huì )影響其他站的工作，即使在本質(zhì)安全區也如此。
PROFIBUS 是領(lǐng)先的開(kāi)放的現場(chǎng)總線(xiàn)系統，共有PROFIBUS-DP，PROFIBUS-PA，PROFIBUS-FMS三種類(lèi)型，提供三種不同的物理層選擇:
RS485:用于DP和FMS
IEC1158-2:用于PA
光纖:用于DP和FMS
PROFIBUS協(xié)議：
PROFIBUS 總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議（第二層）對三種PROFIBUS 版本
(FMS/DP/PA)均相同
這使通信透明和FMS/DP/PA 網(wǎng)絡(luò )區域容易組合
因為FMS/DP 使用相同的物理介質(zhì)(RS-485/FO) ，因此它們能組合在同一根電纜上。
2.1.1 PROFIBUS-DP 的特點(diǎn):
代替PLC/PC與I/O之間昂貴的電線(xiàn)
快速，傳輸1千字節的輸入數據和1千字節的輸出數據所需時(shí)間2 ms
強有力的工具，減少組態(tài)和維護費用
被所有主要的PLC制造商支持
有廣泛的產(chǎn)品:PLC,PC,I/O,驅動(dòng)器,閥,編碼器等
允許周期性和非周期性的數據傳輸
單主和多主網(wǎng)絡(luò )
每個(gè)站的輸入和輸出數據最多可達244 字節
2.1.2 PROFIBUS-PA 的特點(diǎn)：
基于擴展的PROFIBUS-DP協(xié)議和IEC1158-2 傳輸技術(shù)
適用于代替現今的4，20mA技術(shù)
僅用一根雙絞線(xiàn)進(jìn)行數據通信和供電
通過(guò)串行總線(xiàn)聯(lián)接儀器儀表與控制系統
適用于本質(zhì)安全的EEx 應用區域
可靠的串行數字傳輸
通過(guò)一根雙絞電纜進(jìn)行控制、調節和監視
對所有設備只需一個(gè)工程工具
由于PROFIBUS-PA行規，保證了互操作性和互換性
儀器儀表的維護和診斷信息
2.1.3 PROFIBUS-FMS的特點(diǎn):
FMS最佳適用于車(chē)間級智能主站間通用的、面向對象的通信
FMS提供一個(gè)MMS-功能子集（MMS 即ManufacturingMessageSpecification,ISO9506)
主要應用區域:
大數量的數據傳輸，例如程序、數據塊等等
若干個(gè)分散過(guò)程部分集成到一個(gè)公共過(guò)程中
智能站間的通信

2.2 PROFIBUS在嶺澳二期TXP＋TXS系統中的應用
2.2.1 PROFIBUS在系統中做為系統傳輸網(wǎng)絡(luò )

圖1TELEPERM XP系統結構圖

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