現場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS在水廠(chǎng)自控系統中的應用

引言：

現場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)因其巨大的技術(shù)優(yōu)勢，已在各個(gè)領(lǐng)域如機械、化工、汽車(chē)、電力、樓宇等得到廣泛應用。近年來(lái)在自來(lái)水行業(yè)的應用也越來(lái)越普遍，基于現場(chǎng)總線(xiàn)的水廠(chǎng)自動(dòng)化控制系統，它采用了計算機數字化通信技術(shù)，使水處理工藝過(guò)程參數及設備加入到信息網(wǎng)絡(luò )，成為企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò )的底層，這樣公司級信息溝通的覆蓋范圍便一直延伸到了生產(chǎn)現場(chǎng)。在CIMS系統中，現場(chǎng)總線(xiàn)是水廠(chǎng)計算機網(wǎng)絡(luò )到現場(chǎng)級設備的通道，是支撐現場(chǎng)級與水廠(chǎng)級信息的技術(shù)基礎。

1.現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)簡(jiǎn)介

（1）現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統是近十幾年發(fā)展起來(lái)的，它被認為是工業(yè)控制系統發(fā)展的必然趨勢。它主要解決了傳統控制系統信息量有限集成能力不強，開(kāi)放性差，可靠性不易保證，電纜敷設量大，更不能完全滿(mǎn)足CIMS系統對底層數據的要求等問(wèn)題。

（2）目前世界流行的現場(chǎng)總線(xiàn)及總線(xiàn)標準有很多種，其中PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)是歐洲標準，其產(chǎn)品在世界市場(chǎng)上已被普遍接受，在中國也組建了PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)專(zhuān)業(yè)委員會(huì )，它是目前世界上最成功的現場(chǎng)總線(xiàn)之一，長(cháng)沙八水廠(chǎng)自控系統便是采用了該總線(xiàn)。

（3）現場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS協(xié)議由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS和PROFIBUS-PA三個(gè)兼容部分組成。采用了OSI模型的物理層、數據鏈路層、應用層，支持主從系統、純主系統、多主多從系統通信方式。主站對總線(xiàn)具有控制權，主站間通過(guò)傳遞令牌來(lái)傳遞對總線(xiàn)的控制權，取得控制權的主站可向從站發(fā)送、獲取信息。DP型用于高速數據傳輸，尤適用于設備級控制系統與分散式I/0的通信：FMS為現場(chǎng)信息規范，適用于廠(chǎng)站級監控網(wǎng)絡(luò )，是一個(gè)令牌結構、實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò )；PA則是用于過(guò)程自動(dòng)化的總線(xiàn)類(lèi)型。

（4）PROFIBUS FIELDBUS網(wǎng)絡(luò )構成的幾種型式

A總線(xiàn)接口型：它采用分散式I/O作為總線(xiàn)接口與現場(chǎng)設備連接，適應于現場(chǎng)設備多又相對集中且不具備PROFIBUS接口的情況。

B單一總線(xiàn)型：當所有的現場(chǎng)設備都具有PROFIBUS接口時(shí)，用總線(xiàn)把它們連接起來(lái)實(shí)現完全的分布式結構，當然這時(shí)的設備成本會(huì )較高。

C混合型：它是A、B型的混合，是一種比較普遍的情況，它既可以通過(guò)分散式I/O把現場(chǎng)設備連到總線(xiàn)上，又可把帶總線(xiàn)接口的設 備連到總線(xiàn)上，是一種非常靈活的集成方案。

2.水廠(chǎng)自控系統現場(chǎng)總線(xiàn)結構型式

以PLC為一類(lèi)主站，PC機監控為二類(lèi)主站連接至PROPmU5總線(xiàn)上，二類(lèi)主站可完成遠程編程、參數化及在線(xiàn)監控功能等。

現場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS控制系統的結構形式配置，需根據現場(chǎng)設備是否具備PROFIBUS接口及系統本身的實(shí)際需要來(lái)確定，下圖為八水廠(chǎng)PROFIBUS控制系統網(wǎng)絡(luò )結構圖。