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基于PROFIBUS现场总线的回转窑控制系统设计

作者:时间:2012-11-12来源:网络收藏
1 引言
控制系统FCS(Fieldbus Control System)将传统系统的集中控制转换为现场分散控制,实现功能集中、危险分散,形成开放性的控制网络。将其应用在过程自动化系统PAS(Process Automation System)中,将克服传统DDC控制系统和DCS系统因采用专用通信协议而带来“自动化孤岛”的信息集成困境。本文应用西门子技术设计了水泥回转窑智能化、网络化的控制系统。

2 技术
2.1 概述
是西门子公司根据IOS/OSI参考模型设计的现场总线(Process Field Bus),是一种国际性的开放式的现场总线标准,即EN50 170欧洲标准。目前世界上许多自动化技术厂家所生产的设备都提供PROFIBUS接口。PROFIBUS能覆盖大多数的工业领域,在加工制造自动化、生产过程和楼宇自动化等领域己经得到了广泛的应用。从 PROFIBUS的应用范围看,它不仅负责控制器与现场装置之间的信息传送,而且还负责控制器与控制器、控制器与操作站之间的信息传送。PROFIBUS现场总线由PROFIBUS-DP (Decentralized Periphery),PROFIBUS-PA(Process Automation)和PROFIBUS-FMS(Fieldbus Message Specification)三个兼容部分组成。
2.2 PROFIBUS现场总线协议结构
PROFIBUS可使分散式数字化控制器从底层到车间级网络化,该系统分为主站和从站。主站决定总线的数据数据通信,当主站得到期总线控制权(令牌)时,没有外界请求也可主动发送信息。从站为外围设备包括:输入输出装置、阀门、驱动器和测量变送器,没有总线控制权,仅对接收到的信息予以确认或当主站发出请求时发送信息。PROFIBUS协议结构是根据ISO7498国际标准以开放系统互联网络OSI为参考模型,协议结构如图1所示。






图1 PROFIBUS协议结构


PROFIBUS-DP使用OSI参考模型第1层、第2层和用户接口,第3层到第7层未加以描述。PROFIBUS-FMS第1、2和7层均加以定义,应用层包括现场总线信息规范(FMS,fieldbus message specification)和低层接口(LLI,lower layer interface)。PROFIBUS-PA采用扩展的“PROFIBUS-DP”协议,另外还使用了IEC1158-2标准描述现场设备行为规范,使用段式耦合器PROFIBUS-PA设备能方便地集成到PROFIBUS-DP网络。

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