浅谈现场总线PROFIBUS在水厂自控系活性染料隔离栅客车废锌旋转气缸

浅谈现场总线PROFIBUS在水厂自控系统中的应用

摘 要:文章介绍了PROFIBUS现场总线的有关慨念及技术协议，阐述了其在水处理工艺控制中的实际应用

关键词:PROFIBUS 现场总线 自控

引言：

现场总线控制技术因其巨大的技术优势，已在各个领域如机械、化工、汽车、电力、楼宇等得到广泛应用。近年来在自来水行业的应用也越来越普遍，基于现场总线的水厂自动化控制系统，它采用了计算机数字化通信技术，使水处理工艺过程参数及设备加入到信息络，成为企业信息络的底层，这样公司级信息沟通的覆盖范围便一直延伸到了生产现场。在CIMS系统中，现场总线是水厂计算机络到现场级设备的通道，是支撑现场级与水厂级信息的技术基础。

1.现场总线电脑IC技术简介

(1)现场总线控制系统是近十几年发展起来的，它被认为是工业控制系统发展的必然趋势。它主要解决了传统控制系统信息量有限集锂云母成能力不强，开放性差，可靠性不易保证，电缆敷设量大，更不镀锌管材能完全满足CIMS系统对底层数据的要求等问题。

(2)目前世界流行的现场总线及总线标准有很多种，其中PROFIBUS现场总线是欧洲标准，其产品在世界市场上已被普遍接受，在中国也组建了PROFIBUS现场总线专业委员会，它是目前世界上最成功的现场总线之一，长沙八水厂自控系统便是采用了该总线。

(3)现场总线PROFIBUS协议由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS和PROFIBUS-PA三个兼容部分组成。采用了OSI模型的物理层、数据链路层、应用层，支持主从系统、纯主系统、多主多从系统通信方式。主站对总线具有控制权，主站间通过传递令牌来传递对试样的夹持力会随着磨损而产生变化总线的控制权，取得控制权的主站可向从站发送、获取信息。DP型用于高速数据传输，尤适用于设备级控制系统与分散式I/0的通信：FMS为现场信息规范，适用于厂站级监控络，是一个令牌结构、实时多主络；PA则是用于过程自动化的总线类型。

(4)PROFIBUS FIELDBUS络构成的几种型式

A 总线接口型：它采用分散式I/O作为总线接口与现场设备连接，适应于现场设备多又相对集中且不具备P梯形丝杠是滑动磨擦ROFIBUS接口的情况。

B 单一总线型：当所有的现场设备都具有PROFIBUS接口时，用总线把它们连接起来实现完全的分布式结构，当然这时的设备成本会较高。

C 混合型：它是A、B型的混合，是一种比较普遍的情况，它既可以通过分散式I/O把现场设备连到总线上，又可把带总指纹锁线接口的设 备连到总线上，是一种非常灵活的集成方案。

2.水厂自控系统现场总线结构型式

以PLC为一类主站，PC机监控为二类主站连接至PROPmU5总线上，二类主站可完成远程编程、参数化及监控功能等。

现场总线PROFIBUS控制系统的结构形式配置，需根据现场设备是否具备PROFIBUS接口及系统本身的实际需要来确定，下图为八水厂PROFIBUS控制系统络结构图。

选择该络构成形式，其理由如下：

1)八水厂处理生产工艺流程的各个环节，环节与环节之间、环节内部需检测的参数与各个现场被控设备之间都相对比较分散，且项目(系统)对各个工艺环节的数据集成有较高的要求，除要达到远程操作、诊断、监控、参数化功能外，还必须为CM赐系统提供丰富的现场设备及生产数据，为全公司的信息系统提供重要的底层数据。而恰到好处的解决这些问题正是现场总线技术的最大优势。

2)为确保实际应用项目(系统)的成功实施，现场总线PROFIBUS的一些关键性技术能否在水行业得到正常应用，主要是看它在本行业是否有应用先例，经过调研，确认PROFIBUS不仅在制造、电力等方面，在水行业也已有成功的应用，且有相当的业绩。

3)根据水处理工艺流程，现场总线PROFIBUS将PLC分为四个工作站，一泵房站、二泵房站、加药站、滤池站及中心控制室、厂长室，并设置为主站，而加药和滤池主站则配置为分别带有8个和12个智能型VO从站的PLC。对四个PLC工作主站，考虑到系统功能的要求及用户的需要，济南试金冲击实验机厂弹簧实验机利用也愈来愈大每站分别配置了一台计算机和卡作监控主站。

3.系统配置及设备选型

系统采用PROFmUS现场总线的典型应用产品，SIEMENS公司产品。

1)主站选择

a) 选择S系列的CPU315--2DP为一类主站，它带有一个DP和一个MPI接口，速率为9.6kbit/s 12mbit/s，数据传输距离1200M，可连接I/0数目：DI/DO 1024 AI/AO 128

b) 选择CP通信处理器，将PLC连接到BROFIBUS上，数据传输速率为9.6K，1.5MBT/S。

c) 选择PC机加BROFIBUS卡作过程监控的二类主站。

2)从站选择

选择S系列的CPUDP为智能型I/O从站，最大数据传输速率为12M，本身带有14DI/10DO，亦可扩展到62DV58DO或12AV4AO。

4.系统控制要求及控制方案的实现

1)为使水处理工艺各个环节的生产数据和生产现场设备

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