PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)在液壓控制系統中的應用

1 引言
　　現場(chǎng)總線(xiàn)是連接智能現場(chǎng)設備和自動(dòng)化系統的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡(luò )。現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的出現和發(fā)展，使得建構一種全數字、全分散、全開(kāi)放的控制系統成為可能，導致了傳統控制系統結構的變革。
　　現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)仍處在不斷的發(fā)展中，現在已經(jīng)出現了許多種現場(chǎng)總線(xiàn)標準，如PROFIBUS、FF、LonWorks、CAN、HART等。各種現場(chǎng)總線(xiàn)各有其特點(diǎn)，應用場(chǎng)合和前景也各不相同，現在仍沒(méi)有國際統一的現場(chǎng)總線(xiàn)標準。因此，在選擇現場(chǎng)總線(xiàn)時(shí)，必須綜合考慮各方面的因素，使所選擇的現場(chǎng)總線(xiàn)既能滿(mǎn)足系統的實(shí)際需要，又能夠符合技術(shù)發(fā)展的主流。
　　PROFIBUS是目前世界上應用最為廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)之一，是德國國家標準DIN 19245和歐洲標準EN 50170的現場(chǎng)總線(xiàn)標準，并在1999年12月成為國際標準IEC 61158的一部分。它包括了波特率可達l2 JI皿 的高速總線(xiàn)豫OFIBUS．DP（H2）和用于過(guò)程控制的本安型低速總線(xiàn)PROFIBUS-PA（H1），使其在結構和性能上優(yōu)越于其他現場(chǎng)總線(xiàn)。與其他現場(chǎng)總線(xiàn)系統相比，PROFIBUS的最大優(yōu)點(diǎn)是它的普遍性+它廣泛應用在加工制造、過(guò)程和樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域，并可同時(shí)實(shí)現集中控制、分散控制和混合控制3種方式。
　　PROFIBUS由3個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUS—DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS．FMS。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。PROFIBUS-PA專(zhuān)用于過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域。PROFIBUS—FMS則用于車(chē)間級監控網(wǎng)絡(luò )，其中應用最為廣泛的是PROFIBUS—DP。
　　PROFIBUS—DP是一種高速和便宜的通信連接，它為自動(dòng)控制系統和設備級分散的I／O之間進(jìn)行通信使用專(zhuān)門(mén)設計。使用PROFIBUS-DP模塊可取代24 v或4—20 mA的串聯(lián)式信號傳輸。直接數據鏈路映像（DDLM）提供的用戶(hù)接口，使得對數據鏈路層的存取變得簡(jiǎn)單方便，傳輸可使用Rs_485傳輸技術(shù)或光纖媒體。將PROFIBUS-DP引人液壓控制系統，可以獲得較好的開(kāi)放性、可靠性，具有較高的性能價(jià)格比。
2 PROFIBUS—DP的技術(shù)特性
2．1 協(xié)議結構
　　PROFIBUS-DP的協(xié)議結構符合ISO的開(kāi)放式系統互連模型，只定義了其中的第1層、第2層和用戶(hù)接口，第3層到第7層未加描述。這種協(xié)議結構確保了數據傳輸的快速和有效?？偩€(xiàn)存取協(xié)議在第2層即現場(chǎng)總線(xiàn)數據鏈路層實(shí)現，包括主站之間的令牌傳遞方式和主站和從站之間的主從方式。
2．2 傳輸技術(shù)
　　PROFIBUS—DP可以采用RS-485或光纖傳輸技術(shù)。當系統運行在電磁干擾很大的環(huán)境時(shí)使用光纖傳輸。
　　RS-485傳輸技術(shù)的基本特征為：
　　網(wǎng)絡(luò )拓撲：線(xiàn)性總線(xiàn)，兩端帶有有源的總線(xiàn)終端電阻。
　　傳輸速率：從9．6 Kbps到12 Mbps。
　　傳輸介質(zhì)：帶屏蔽的雙絞電纜，在抗干擾要求不高時(shí)也可取消屏蔽。
　　插頭連接：采用9針D型插頭。
　　站點(diǎn)數：每網(wǎng)段最多32個(gè)站，使用中繼器可多達127個(gè)站。
2．3 系統的配置
　　PROFIBUS—DP允許構成單主站或多主站系統。系統配置的描述包括：站數、站地址、輸入／輸出地址、輸入／輸出數據格式、診斷信息格式以及所使用的總線(xiàn)參數。每個(gè)PROFIBUS—DP系統可包括以下3種不同類(lèi)型的設備：
　?。?）一類(lèi)DP主站（DPM1）：一類(lèi)DP主站是中央控制器，在預定的信息周期內與DP從站交換數據，典型的DPM1如PLC或PC。
　?。?）二類(lèi)DP主站（DPM2）：二類(lèi)DP主站是編程器、組態(tài)設備或操作面板，在DP系統組態(tài)操作時(shí)作用，完成系統操作和監視目的。
　?。?）DP從站：DP從站是進(jìn)行輸入和輸出信息采集和發(fā)送的外圍設備（L／O設備、驅動(dòng)器、HMI、閥門(mén)等）。使用PROFIBUS系統，在系統起動(dòng)之前先要對系統及各站點(diǎn)進(jìn)行配置和參數化工作。使用基于GSD的組態(tài)工具可將不同廠(chǎng)商的設備集成在一個(gè)總線(xiàn)系統中 GSD文件是一個(gè)用于識別不同PROFIBUS設備的文本文件，它使得DP／PA設備可以被各種組態(tài)工具所識別，這也是PROFIBUS開(kāi)放性的一種體現。