Profibus在網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)中技術(shù)原理附其應(yīng)用

1、作者：Pan Hon glia ng僅供個(gè)人學(xué)習(xí)測(cè)控技術(shù)與測(cè)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)課論文Profibus在網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)的中的技術(shù)原理及其應(yīng)用班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：年 月曰Profibus在網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)的中的技術(shù)原理及其應(yīng)用摘要：首先簡介了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展過程，現(xiàn)狀，趨勢(shì)，然后舉例說 明PROFIBU總線的基本原理，最后分析了 PROFIBU總線的優(yōu)缺點(diǎn)以及發(fā)展前景。 關(guān)鍵字：測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場(chǎng)總線，PROFIBUS應(yīng)用前景一. 當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展過程，現(xiàn)狀，趨勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使許多科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)生 了巨大的變革。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與智能測(cè)控技術(shù)的結(jié)合， 產(chǎn)生了基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的

2、智 能測(cè)控新領(lǐng)域，兩者的融合正使信息和控制兩大領(lǐng)域的相關(guān)理論和技術(shù)得到迅速 發(fā)展。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程智能測(cè)控、網(wǎng)絡(luò)化分布式智能測(cè)控等正成為國內(nèi) 外研究的熱點(diǎn)。這些網(wǎng)絡(luò)化智能測(cè)控技術(shù)的發(fā)展和廣泛深入應(yīng)用必將極大地改變 人們的生產(chǎn)方式、工作方式和生活方式，引起技術(shù)的、經(jīng)濟(jì)的、社會(huì)形態(tài)的變革。1. 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.1集散控制系統(tǒng)早期的測(cè)控系統(tǒng)是由單片機(jī)、PC機(jī)、工控機(jī)等為核心的多個(gè)分散單元構(gòu)成， 借助于S- 100或STD等總線形成測(cè)控系統(tǒng)，這樣的測(cè)控系統(tǒng)由于采用集中式控 制方式,系統(tǒng)的可靠性低，現(xiàn)場(chǎng)連線長且多，穩(wěn)定性較差，抗干擾能力較弱，難以 實(shí)現(xiàn)大范圍的有效測(cè)控。之后出現(xiàn)了集散控制系

3、統(tǒng)（ DCS，其核心思想是集中 監(jiān)視、分散控制，上位操作員站用于集中監(jiān)視管理功能。DCS的聯(lián)網(wǎng)手段和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均不靈活，缺乏開放性。不同廠家的 DCS系統(tǒng)之間以及DCS與上層Intra net、In ternet信息網(wǎng)絡(luò)之間難以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連和信息共享。集散控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì) 上是一種封閉專用的、不具互操作性的網(wǎng)絡(luò)控制環(huán)境。1.2現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)在用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)提出的開放化、徹底分散化和降低成本的迫切要求下， 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。 現(xiàn)場(chǎng)總線（Fieldbus）是將自動(dòng)化最底層的現(xiàn)場(chǎng)控 制器和現(xiàn)場(chǎng)智能儀表設(shè)備互連的實(shí)時(shí)控制通訊網(wǎng)絡(luò)，遵循ISO的OSI開放系統(tǒng)互連參考模型標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（F

4、CS是用開放的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊網(wǎng)絡(luò)將自 動(dòng)化最底層的現(xiàn)場(chǎng)控制器和現(xiàn)場(chǎng)智能儀表設(shè)備互連的分布式實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。 現(xiàn)場(chǎng)總線是一種開放的、具有可互操作性的實(shí)時(shí)通訊網(wǎng)，F(xiàn)CS將控制功能徹底下放分散到現(xiàn)場(chǎng)各控制器和儀表設(shè)備，提高了現(xiàn)場(chǎng)控制儀表設(shè)備的智能化程度和功 能自治性，系統(tǒng)有更高的可靠性和靈活性、較低的安裝及維護(hù)成本。FCS是工作站一現(xiàn)場(chǎng)智能儀表設(shè)備的二層分布式結(jié)構(gòu)， FCS廢棄了 DCS的控 制站，把DCS空制站分散到現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了徹底的全分布式網(wǎng)絡(luò)測(cè)控。功 能的分散使得風(fēng)險(xiǎn)分散，因此FCS比DCS有較高的可靠性。90年代興起的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)對(duì)工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展帶來了很大的影響，其 產(chǎn)生的巨大經(jīng)

5、濟(jì)效益使得歐美大型控制設(shè)備生產(chǎn)集團(tuán)在近十年來圍繞現(xiàn)場(chǎng)總線 的國際標(biāo)準(zhǔn)展開了激烈的競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致了多種標(biāo)準(zhǔn)并存的局面。國際電工委員會(huì)（I EC在2000年1月通過了 IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)包括8種類型的現(xiàn)場(chǎng)總線 標(biāo)準(zhǔn)：FF H1, ControlNet,Profibus,P-NET,FF-HSE,SwiftNet,WorldFIP及 Interbus。每種類型的現(xiàn)場(chǎng)總線采用完全不同的通信協(xié)議，難以實(shí)現(xiàn)這些總線的相互兼容，這種多種現(xiàn)場(chǎng)總線并存競(jìng)爭(zhēng)的局面還將長期存在?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)對(duì)于面 向工廠底層自動(dòng)化及信息集成的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)起到了巨大的推動(dòng)作用，然而其標(biāo)準(zhǔn)的多樣性和開放的不徹底性又不盡人意

6、。1.3工業(yè)以太網(wǎng)以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控所形成的工業(yè)以太網(wǎng)，其最大的優(yōu)勢(shì)在于它應(yīng)用 的廣泛性和開放性。作為IT領(lǐng)域的主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以太網(wǎng)經(jīng)歷了近三十年的發(fā) 展，已經(jīng)形成了十分巨大的硬件、軟件和人才資源，很多成熟的技術(shù)和產(chǎn)品都可 以直接移植或借鑒到工業(yè)以太網(wǎng)上來。采用工業(yè)以太網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)徹底的技術(shù)開放和標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，可以和企業(yè)信息網(wǎng)Intranet及全球互聯(lián)網(wǎng)In ternet實(shí)現(xiàn)無縫連 接，能便利地實(shí)現(xiàn)管控一體化及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控網(wǎng)、Intranet、In ternet三級(jí)網(wǎng)絡(luò)的 有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的全企業(yè)的、跨地域的分布式管理和測(cè)控，極大地提高生產(chǎn) 和管理效率。以太網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展為其進(jìn)入工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控

7、領(lǐng)域奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)， 工業(yè)以太網(wǎng)成為發(fā)展的必然趨勢(shì)?？梢灶A(yù)測(cè)，工業(yè)以太網(wǎng)的飛速發(fā)展將結(jié)束目前 在現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)上的紛爭(zhēng)，將大大提高企業(yè)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化的水平。2. 基于In ternet的嵌入式系統(tǒng)遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)嵌入式In ternet正成為當(dāng)前國內(nèi)外IT業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域，也是測(cè)控網(wǎng)絡(luò)發(fā) 展的重要方向。目前，許多公司都在致力于嵌入式In ternet技術(shù)的開發(fā)，已提出了多種嵌入式系統(tǒng)與In ternet互聯(lián)的解決方案。如：emWare公司的EMIT技 術(shù)、Microchip公司的iPIC系列單片機(jī)、SceNIx公司的SX系列單片機(jī)、Seiko 公司的iChipS7600A芯片、P&

8、S公司的 WebchipPS200(芯片以及 Dallas公司的D S8OC4O0網(wǎng)絡(luò)微控制器及其TINI技術(shù)等就是一些典型的產(chǎn)品和技術(shù)。3. 基于Multi-Age nt的網(wǎng)絡(luò)化智能測(cè)控90年代開始，多智能體系統(tǒng)(MAS,Multi-AgentSystem )成為分布式人工智 能的研究熱點(diǎn)，其理論尚在不斷發(fā)展和完善中。MASi多個(gè)Age nt組成，Age nt是運(yùn)行于動(dòng)態(tài)環(huán)境中具有較高自治能力的智能體，它可以是系統(tǒng)、智能節(jié)點(diǎn)、機(jī)器或一個(gè)軟件程序等。Age nt能在目標(biāo)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下主動(dòng)采取包括學(xué)習(xí)、通信、 社交等手段感知、適應(yīng)其外部環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。MAS中的各Age nt之間

9、具有較為松散和相對(duì)獨(dú)立的分布式關(guān)系，多Age nt之間能相互對(duì)話、相互適應(yīng)、協(xié)同工作，完成單個(gè) Age nt不能完成的任務(wù)。MAS!論和方法是傳統(tǒng) 的、常規(guī)的測(cè)控理論和技術(shù)難以或無法解決的對(duì)復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、分布對(duì)象進(jìn)行智能測(cè)控的有效解決手段。目前，在分布式測(cè)控領(lǐng)域，MAS的研究在國外逐漸增多，國內(nèi)也在起步，但 大多這些研究或者停留在理論層面， 或者只具備不多的Age nt特性，并且少有與 控制算法有機(jī)融合。復(fù)雜工業(yè)過程智能測(cè)控的需求以及單元自動(dòng)化系統(tǒng)的普遍存 在、工業(yè)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展必將加速基于 Multi-Age nt的網(wǎng)絡(luò)化智能測(cè)控技術(shù)的成 熟和廣泛應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)化智能測(cè)控技術(shù)的發(fā)展方興未艾，是一

10、個(gè)十分活躍和具有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域， 它是計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化學(xué)科相互交叉結(jié)合的產(chǎn)物，與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制、分布 式人工智能等理論和技術(shù)有著密切的關(guān)系。這些理論和技術(shù)的融合發(fā)展必將促進(jìn) 現(xiàn)代智能控制新技術(shù)、新系統(tǒng)和新理論的產(chǎn)生，將廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控、航空航 天、交通監(jiān)管、智能樓宇與家居、汽車自動(dòng)控制等領(lǐng)域。二. 舉例說明PROFIBU總線基本原理1. Profibus 的概述Profibus是德國于90年代初制訂的國家工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，代號(hào) DTN19245目前Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已被列為IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)，是不依賴 于設(shè)備生產(chǎn)商、開放的、國際化的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)之一，也是世界上應(yīng)用最廣泛

11、的 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，應(yīng)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(tǒng)中。2. PROFIBUS 的組成(1) Profibus-DP是一種高速(數(shù)據(jù)傳輸速率9. 6kb/s-12Mb/s)、經(jīng)濟(jì)的設(shè) 備級(jí)網(wǎng)絡(luò)，主要用于現(xiàn)場(chǎng)控制器與分散外設(shè)之間的通信，適合于加工自動(dòng)化領(lǐng)域，可滿足交直流調(diào)速系統(tǒng)快速響應(yīng)的時(shí)間要求，(2) Profibus-PA用于過程控制，用IECII58-2 標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率為31. 25kb/s，提供本質(zhì)安全特性，適用于安全性要求較高以及由總線供電的場(chǎng)合；(3) Profibus- FMS意為現(xiàn)場(chǎng)信息規(guī)范，主要解決車間級(jí)通信問題，完成中等傳輸速率的循環(huán)或

12、非循環(huán)數(shù)據(jù)交換任務(wù)，適用于紡織、樓宇自動(dòng)化、可編程控制器、低壓開關(guān)等一般自動(dòng)化。DR PA以及FMS的完美結(jié)合使得Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線在結(jié)構(gòu)和性能上優(yōu)越于 其他現(xiàn)場(chǎng)總線。3. Profibus-DP 參考模型Profibus協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)1S07498國際標(biāo)準(zhǔn)，以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)作為 參考模型的。(1) . Profibus-DP定義了第一、二層和用戶接口。第三到七層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及 系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細(xì)說明了各 種不同Profibus- DP 設(shè)備的設(shè)備行為。Profibus-DP物理層與ISO/OSI參考模型的第一層相同，采用EIA-RS485協(xié) 議

13、，根據(jù)數(shù)據(jù)傳 輸速率的不同，可選用雙絞線和光纖兩種傳輸媒體。Profibus-DP數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議媒體訪問控制(MAL)部分采用受控訪問的令牌 總線和主從方式。其中令牌總線與局域網(wǎng)IEE四024協(xié)議一致，令牌在總線上的 各主站間傳 遞，持有令牌的主站獲得總線控制權(quán)，該主站依照關(guān)系表與從站或 與其他主站進(jìn)行通信。主從方式的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議與局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)不同，它符合HDLC中的非平衡正常響應(yīng)模式(NRM。該模式的工作特點(diǎn)是：總線上一個(gè)主站控制著多 個(gè)從站，主站與每一個(gè)從站建立-條邏輯鏈路；主站發(fā)出命令，從站給出響應(yīng)；從 站可以連續(xù)發(fā)送多個(gè)幀，直到無信息發(fā)送、達(dá)到發(fā)送數(shù)量或被主站停止為止。數(shù) 據(jù)鏈路中幀的傳

14、輸過程分為3個(gè)階段:數(shù)據(jù)鏈路建立、幀傳輸和鏈路釋放。(2) .Profibus-FMS 定義了第一、二、七層，應(yīng)用層包括現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范 和低層接口。Profi bus-FMS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有 力的通信服務(wù)。協(xié)調(diào)不同的通信關(guān)系并提供不依賴設(shè)備的第二層訪問接口。.Profibus- P A的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的Profibus-DP協(xié)議。另外，Profibus-PA還描述了現(xiàn)場(chǎng)設(shè) 備行為的PA行規(guī)。根據(jù)IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)， Profibus-PA的傳輸技術(shù)可確保其安全性，而且可通過總線給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電。使 用連接器可在Profibus-DP上擴(kuò)展PA網(wǎng)絡(luò)。4. Por

15、fibus 總線訪問控制方式Porfibus支持主從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從混合系統(tǒng)等幾種傳輸方式。 主站具有對(duì)總線的控制權(quán)，可主動(dòng)發(fā)送信息。對(duì)多主站系統(tǒng)來說，主站之間采用令牌方式傳遞信息，得到令牌的站點(diǎn)可在一個(gè)事先規(guī)定的時(shí)間內(nèi)擁有總線控制 權(quán)，共事先規(guī)定好令牌在各主站中循環(huán)一周的最長時(shí)間。按Profibus的通信規(guī)范，令牌在主站之間按地址編號(hào)順序，沿上行方向進(jìn)行傳遞。主站在得到控制權(quán)時(shí)，可以按主一從方式，向從站發(fā)送或索取信息，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。主站可采取 對(duì)所有站點(diǎn)廣播(不要求應(yīng)答)或有選擇地向一組站點(diǎn)廣播。Profibus的傳輸速 率為9612kbps最大傳輸距離在12kbps時(shí)為1000

16、m, 15Mbps時(shí)為400m 可用 中繼器延長至10km其傳輸介質(zhì)可以是雙絞線，也可以是光纜，最多可掛接127 個(gè)站點(diǎn)。5 .PROFIBUS總線具有下面特點(diǎn)：(1) .用一根串行的數(shù)字總線替代傳統(tǒng)的并行 24V信號(hào)和420mAg擬信號(hào)(2) .通過一根雙芯屏蔽電纜連接中央控制器和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(3) .同樣適用于防爆環(huán)境和有安全要求的應(yīng)用：一個(gè)系統(tǒng)適合于不同的應(yīng)用(4) .數(shù)據(jù)和電源通過同一根電纜傳輸(PA)(5) .對(duì)于所有的設(shè)備，只需要一個(gè)通用的組態(tài)和工程工具(6) .連接不同廠商的設(shè)備(7) .開放的、不依賴于廠商的現(xiàn)場(chǎng)總線，并符合 IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)(Type3)6. Profib

17、us 在水電站廊道排水系統(tǒng)的應(yīng)用用基于Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用單主站/多從站方式，包 括現(xiàn)場(chǎng)單元、集控單元和現(xiàn)場(chǎng)總線通信3個(gè)部分?，F(xiàn)場(chǎng)控制單元完成現(xiàn)場(chǎng)信息的 采集，獨(dú)立控制各個(gè)集水井的排水操作。 集控站對(duì)分散的排水系統(tǒng)進(jìn)行管理， 并 能遠(yuǎn)程控制排水泵的啟停。高速的現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)完成分散于現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)單元與位 于中控室的集控站之間的數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)具有易擴(kuò)展性和較高的可靠性?，F(xiàn)場(chǎng)控制單元選用3臺(tái)Siemens S7-315-2DP PLC以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的啟停、 開關(guān)等，充分發(fā)揮PLC的邏輯輸入/輸出功能；2臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，內(nèi)插數(shù)據(jù) 采集和模擬輸出模塊，用以采集仿真對(duì)象的環(huán)境場(chǎng)特

18、征值， 給變頻器提供模擬信 號(hào)等，以發(fā)揮數(shù)字計(jì)算機(jī)模擬信號(hào)處理的能力，配置為Pentium III 850MHz、128MBRAM40GB®盤以及帶32MBRA的顯示適配器。在2臺(tái)服務(wù)器以及2臺(tái)工 業(yè)控制計(jì)算機(jī)內(nèi)分別配有一塊用以連接 ProfibusS7網(wǎng)絡(luò)的適配卡CP5613在PLC 中同時(shí)配有一塊CP542-5卡，CP5613是一塊具有Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的通 信 卡，用以組成一個(gè)真正意義上分布式控制系統(tǒng)，CP5613的通信協(xié)議采用的是Profibus，但其物理層采用是RS-485標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)范，即還是采用雙絞線陽45 方式傳輸數(shù)據(jù)，傳輸介質(zhì)采用 A類雙絞線。7. Prof

19、ibus系統(tǒng)在循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)(電力行業(yè))的應(yīng)用方案以電廠循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組控制系統(tǒng)為例，介紹一下現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電廠的應(yīng)用。電廠控制分成：過程控制系統(tǒng)和輔機(jī)控制系統(tǒng)主機(jī)控制系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集(DAS模擬量控制 (MCS發(fā)電機(jī)-變壓器組和廠用電源系統(tǒng)順序控制 SCS (G/A)鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS汽輪機(jī)電液控制系統(tǒng) (DEH輔機(jī)控制系統(tǒng)：輸煤程控：化學(xué)水處理：除塵除灰：脫硫系統(tǒng)：近年來，循環(huán)流化床鍋爐在國內(nèi)外都得到了廣泛的應(yīng)用，其高效、節(jié)能、環(huán) 保等優(yōu)點(diǎn)是眾所周知的7.1系統(tǒng)構(gòu)成控制系統(tǒng)選用了西門子公司的過程控制系統(tǒng)。采用西門子工控機(jī)，配有 STEP7 V5.2編程軟件，Win CC

20、6.0監(jiān)控軟件為上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。下位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成：兩套西門子PLC-CPU 417-2DP，四個(gè)ET200工作站。 以PROFIBUS-D和PROFIBUS-P作為其現(xiàn)場(chǎng)總線，CP連接的以支持Profibus 協(xié) 議的PROFIBU作為系統(tǒng)總線。7.2監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)控系統(tǒng)由一個(gè)操作員站和一個(gè)工程師站組成。操作員站主要完成與下位機(jī) 的數(shù)據(jù)交換（數(shù)據(jù)采集），顯示各種已組態(tài)好的系統(tǒng)流程畫面、參數(shù)顯示畫面、 控制畫面、趨勢(shì)曲線、報(bào)警畫面，報(bào)表打印及控制參數(shù)設(shè)置等功能。使操作員可 以及時(shí)的了解整個(gè)鍋爐的運(yùn)行情況，并采用有效的控制，以保證生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。 工程師站主要完成整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行組態(tài)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫組

21、態(tài)及顯示，各種顯示及控制畫面的組態(tài)，報(bào)警組態(tài)，事件紀(jì)錄及顯示和實(shí)事及歷史趨勢(shì)顯示。7.3控制方案說明在控制方案中床溫及鍋爐負(fù)荷采用模糊控制；鍋爐液位、過熱蒸汽溫度，爐 膛壓力、料床高度、除氧壓力、除氧器液位都采用了傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)回路。在WINC（中建立模糊控制規(guī)則輸入表。通過多變量模糊控制設(shè)計(jì)工具，并且 在WinCC畫面中編輯了脫硫配方的計(jì)算及鍋爐效率，水、煤、氣、電等參數(shù)累計(jì) 及瞬時(shí)的顯示。WINCC中建立模糊控制規(guī)則輸入表建立連接，即可將模糊控制規(guī) 則下載到PLC中去。規(guī)則控制表可根據(jù)鍋爐的實(shí)際工作情況進(jìn)行適時(shí)修改。由于西門子冗余系統(tǒng)采用了時(shí)間同步的專利技術(shù)， 可以保證以最快的速度進(jìn) 行

22、主從切換，而且其現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)也采用了冗余的 PROFIBU技術(shù)，保證了系統(tǒng) 的可靠性。對(duì)于儀表總線可采丫-LINK連接到Profibus PA儀表上。系統(tǒng)過程控制級(jí)的硬件結(jié)構(gòu)如下圖所示。在這個(gè)系統(tǒng)中，充分體現(xiàn)了西門子新一代過程控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。使用的組態(tài) 軟件是西門子的STEP75.2,由于其友好的用戶功能，標(biāo)準(zhǔn)化的 PLC編程語言， 結(jié)構(gòu)化的編程思想，優(yōu)良的測(cè)試功能，用戶帶來了很大的方便。利用其集成的標(biāo) 準(zhǔn)PID控制軟件包，能很好的實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)。利用模糊控制軟件包可建立 模糊系統(tǒng)。模糊控制可用于自動(dòng)化的所有層次，從單獨(dú)的控制器到整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu) 化。將模糊控制與經(jīng)典的PID控制器相結(jié)合，可

23、以達(dá)到最優(yōu)的控制目的。對(duì)于系統(tǒng)的監(jiān)視和控制，西門子的 WlNCC 6.0,它是在PC基礎(chǔ)上的全面開 放的新一代的人機(jī)界面監(jiān)控系統(tǒng)。 WINCCI供成熟可靠的操作，無論簡單、復(fù)雜 任務(wù)，都能有效的組合，恰當(dāng)?shù)奶幚怼Ｈ? 生產(chǎn)生活中的實(shí)例造紙廠電力火災(zāi)監(jiān)控采用PROFIBU現(xiàn)場(chǎng)總線分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)技術(shù)，在總線上連接現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備, 控制室的控制設(shè)備。通過上位機(jī)管理軟件時(shí)刻監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)警信息。通過 RS48較口，標(biāo)準(zhǔn)MODBUS議與各種標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)相連。該系統(tǒng)能有效地對(duì)漏電及由于漏電可能引起火災(zāi)進(jìn)行預(yù)報(bào)和監(jiān)控， 能準(zhǔn)確監(jiān) 控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，能發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)的火災(zāi)隱患，及時(shí)報(bào)警提醒人

24、員 去消除這些隱患。四. PROFBU總線優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)展前景1. 缺點(diǎn)：對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，PROFIBU只能機(jī)械的增加OLM或 Repeater等，而且 增加的地點(diǎn)多為固定的，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)受一定的限制，開發(fā)成本比較高。2. 優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展前景：（1）節(jié)省硬件和安裝費(fèi)用，減少硬件成份（I/O,終端塊、隔離柵）,更容易、 更快捷和低成本的安裝。（2）節(jié)省工程費(fèi)用更容易組態(tài)（對(duì)所有設(shè)備只需一套工具），更容易保養(yǎng)和維修， 更容易和更快捷的系統(tǒng)起動(dòng)。（3） 更大的制造靈活性，改進(jìn)功能 減少故障時(shí)間 準(zhǔn)確、可靠的診斷數(shù)據(jù) 可靠 的數(shù)字傳輸技術(shù)。（4） Profibus總線有強(qiáng)大的背景：Profibus總線具有獨(dú)特國際

25、用戶組織， 現(xiàn)在 已成為德國標(biāo)準(zhǔn)，并以Sieme ns公司為主要支持?？傊c其他現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)相比，PROFIBU的最大優(yōu)點(diǎn)在于具有穩(wěn)定的國 際標(biāo)準(zhǔn)EN5O170乍保證，并經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證具有普遍性。 并大量采用成熟、開放 和通用的技術(shù)以適用各個(gè)領(lǐng)域，目前已應(yīng)用的領(lǐng)域包括加工制造、 過程控制和自 動(dòng)化等。PROFIBU開放性和不依賴于廠商的通信設(shè)想，已在 10多萬個(gè)成功應(yīng)用 中得以實(shí)現(xiàn)。市場(chǎng)調(diào)查確認(rèn)，在德國和歐洲市場(chǎng)中PROFIBU占開放性工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的市場(chǎng)超過40% PROFIBU有國際著名自動(dòng)化技術(shù)裝備的生產(chǎn)廠商支持， 它們都具有各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)并能提供廣泛的優(yōu)質(zhì)新產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)，并會(huì)向著

26、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單化發(fā)展。結(jié)束語PROFIBU作為一種國際性的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，在可編程控制器、傳感器、執(zhí) 行器、低壓電器開關(guān)等設(shè)備之間傳遞數(shù)據(jù)信息， 承擔(dān)控制網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)任務(wù)，發(fā)揮 著重大作用，具有極其可觀的發(fā)展前景。參考文獻(xiàn)：陽憲惠現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用（第2版），清華大學(xué)出版社柴猛.PROFIBU現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述，油氣田地面工程版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計(jì)等在網(wǎng)上搜集整理。版權(quán)為潘宏亮個(gè)人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ng's pers onal own ership.用戶可將本文的內(nèi)容或服務(wù)用于個(gè)人學(xué)習(xí)、研究或欣賞，以及其他非商業(yè)性或非盈利性用途，但同時(shí)應(yīng)遵守著作權(quán)法及其他相關(guān)法律 的規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關(guān)權(quán)利人的合法權(quán)利。除此以外，將本 文任何內(nèi)容或服務(wù)用于其他用途時(shí)，須征得本人及相關(guān)權(quán)利人的書面 許可，并支付報(bào)酬。Users may use the contents or