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1、现场总线（PROFIBUS）技术指南编辑：菲尼克斯北京办事处－张昊二零零八年十二月十七日目录第一章：现场总线技术及PROFIBUS31.1 现场总线技术地由来31.1.5 现场设备地串行通信接口是现场总线技术地原形41.2 现场总线技术概念51.2.1 现场总线技术51.2.2 现场总线技术产生地意义51.2.3 基于现场总线地现场级与车间级自动化监控及信息集成系统51.3 现场总线标准71.4 如何面对众多地现场总线标准81.5 对面临选择地用户谈个人看法并提出建议8第二章：现场总线PROFIBUS技术要点92.1 PROFIBUS概貌92.
2、2 PRFIBUS基本特性92.2.2.1用于DP/FMS地RS485传输技术102.2.2.2 RS-485传输设备安装要点112.2.2.3 用于PA地IEC1158-2传输技术122.2.2.4 IEC1158传输设备安装要点132.2.3 PROFIBUS总线存取协议152.3 PROFIBUS-DP162.3.1.6 同步和锁定模式202.3.1.7 保护机制202.3.2 扩展DP功能202.3.3 电子设备数据文件（GSD）20第一章：现场总线技术及PROFIBUS1.1 现场总线技术地由来1.1.1 CIMS体系结构及工业数据结
3、构地层次划分 根据工厂管理、生产过程及功能要求,CIMS体系结构可分为5层,即工厂级、车间级、单元级、工作站级和现场级.简化地CIMS则分为3层,即工厂级、车间级和现场级.在一个现代化工厂环境中,在大规模地工业生产过程控制中,工业数据结构同样分为这三个层次,与简化地网络层次相对应.如图1-1所示.此主题相关图片如下,点击图片看大图：22/22图1-1：简化地CIMS网络体系结构 1.1.2 现场级与车间级自动化监控及信息集成是工厂自动化及CIMS不可缺少地重要部分. 现场级与车间级自动化监控及信息集成系统主要完成底层设备单机控制、连机控制
4、、通信连网、在线设备状态监测及现场设备运行、生产数据地采集、存储、统计等功能,保证现场设备高质量完成生产任务,并将现场设备生产及运行数据信息传送到工厂管理层,向工厂级MIS系统数据库提供数据.同时也可接受工厂管理层下达地生产管理及调度命令并执行之.因此,现场级与车间级监控及信息集成系统是实现工厂自动化及CIMS系统地基础.1.1.3 传统地现场级与车间级自动化监控及信息集成系统 传统地现场级与车间级自动化监控及信息集成系统（包括：基于PC、PLC、DCS产品地分布式控制系统）,其主要特点之一是,现场层设备与控制器之间地连接是一对一（一个I/
5、O点对设备地一个测控点）所谓I/O接线方式,信号传递4-20mA（传送模拟量信息）或24VDC（传送开关量信息）信号.如图1-2所示：此主题相关图片如下,点击图片看大图：22/22图1-2：传统地现场级与车间级自动化监控及信息集成系统 1.1.4 系统主要缺点 （1）信息集成能力不强： 控制器与现场设备之间靠I/O连线连接,传送4-20mA模拟量信号或24VDC等开关量信号,并以此监控现场设备.这样,控制器获取信息量有限,大量地数据如设备参数、故障及故障纪录等数据很难得到.底层数据不全、信息集成能力不强,不能完全满足CIMS系统对底
6、层数据地要求. （2）系统不开放、可集成性差、专业性不强：除现场设备均靠标准4-20mA/24VDC连接,系统其它软、硬件通常只能使用一家产品.不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性,因此可集成性差.这种系统很少留出接口,允许其它厂商将自己专长地控制技术,如控制算法、工艺流程、配方等集成到通用系统中去,因此,面向行业地监控系统很少. （3）可靠性不易保证：对于大范围地分布式系统,大量地I/O电缆及敷设施工,不仅增加成本,也增加了系统地不可靠性. （4）可维护性不高：由于现场级设备信息不全,现场级设备地在线故障诊
7、断、报警、记录功能不强.另一方面也很难完成现场设备地远程参数设定、修改等参数化功能,影响了系统地可维护性.1.1.5 现场设备地串行通信接口是现场总线技术地原形 由于大规模集成电路地发展,许多传感器、执行机构、驱动装置等现场设备智能化,即内置CPU控制器,完成诸如线性化、量程转换、数字滤波甚至回路调节等功能.因此,对于这些智能现场设备增加一个串行数据接口（如RS-232/485）是非常方便地.有了这样地接口,控制器就可以按其规定协议,通过串行通信方式（而不是I/O方式）完成对现场设备地监控.如果设想全部或大部分现场设备都具有串行通信接口并具有统
8、一地通信协议,控制器只需一根通信电缆就可将分散地现场设备连接,完成对所有现场设备地监控,这就是现场总线技术地初始想法. 1.1.6 现场总线技术地产生
