1 概述
PROFIBUS是一種有廣泛應(yīng)用范圍的、開放的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),適合于快速、時間要求嚴(yán)格的應(yīng)用和復(fù)雜的通信任務(wù),特別適用于工廠自動化和過程自動化領(lǐng)域。PROFIBUS是工業(yè)控制領(lǐng)域中的主流現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn),2000年成為IEC61158國際現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)之一。在2006年, PROFIBUS成為中國第一個工業(yè)通訊領(lǐng)域現(xiàn)場總線技術(shù)國家標(biāo)準(zhǔn):GB/T20240-2006。
PROFIBUS-DP是一種經(jīng)過優(yōu)化的高速通信連接,是專門為自動控制和設(shè)備級分散I/O之間的通信設(shè)計的,可用于分布式控制系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳輸,其傳輸速率高達(dá)12Mbps。上海安科瑞致力于智能配電系統(tǒng)自動化設(shè)備研發(fā)、制造,自主研發(fā)一系列帶有PROFIBUS-DP通訊接口配電產(chǎn)品,并可提供基于PROFIBUS總線的整套組網(wǎng)方案及系統(tǒng)集成。
據(jù)PROFIBUS的用戶組織PI市場調(diào)查,在德國和歐洲市場中PROFIBUS占開放性工業(yè)現(xiàn)場總線系統(tǒng)的市場超過40%。PROFIBUS近20年中的安裝節(jié)點數(shù)已超過2800萬,專家預(yù)測,到2012年P(guān)ROFIBUS安裝節(jié)點數(shù)將突破5000萬大關(guān)。
PROFIBUS協(xié)議主要優(yōu)勢有:12M 的通信速率和可靠的通信質(zhì)量,適用多種通信介質(zhì),靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),支持線型、樹型、環(huán)型結(jié)構(gòu)及冗余的通信模型,強大的通信功能,支持基于總線的驅(qū)動技術(shù)和符合IEC61508 的總線安全通信技術(shù),先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模等。
PROFIBUS總線可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、電力控制、交通領(lǐng)域、汽車制造、樓宇自動化、煙草行業(yè)、工程機械、石油化工、冶金采礦等領(lǐng)域。
2 PLC為主站的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)
基于PROFIBUS現(xiàn)場總線信息化電能管理系統(tǒng)可有效降低工礦企業(yè)、基建和商業(yè)大樓的能源消耗,實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)電,經(jīng)濟(jì)運行;赑ROFIBUS電能管理系統(tǒng)采用分層分布式設(shè)計思想,系統(tǒng)分為三層:現(xiàn)場設(shè)備層、PLC數(shù)據(jù)處理層以及運行監(jiān)控層。系統(tǒng)構(gòu)架見圖1。
圖1 基于PROFIBUS電能管理系統(tǒng)構(gòu)架圖
2.1、現(xiàn)場控制層
現(xiàn)場控制層由現(xiàn)場智能設(shè)備、現(xiàn)場智能儀表、遠(yuǎn)程I/O 和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成。在現(xiàn)場設(shè)備層,通過PROFIBUS總線,集成具有通信功能的智能線路保護(hù)設(shè)備、電機驅(qū)動控制設(shè)備以及ET200S數(shù)據(jù)采集與控制裝置等。如西門子的軟起動器、變頻器,安科瑞的ACR系列多功能網(wǎng)絡(luò)儀表、ACR系列諧波儀表及ARD系列智能電動機保護(hù)器等。
2.2 PLC數(shù)據(jù)處理層
PLC數(shù)據(jù)處理層位于現(xiàn)場設(shè)備層和運行監(jiān)控中心層之間,主要完成上下層之間的網(wǎng)絡(luò)連接轉(zhuǎn)換和信息的處理交換。通過PROFIBUS現(xiàn)場總線,把采集的數(shù)據(jù)傳送到PLC數(shù)據(jù)處理層,對數(shù)據(jù)作規(guī)范化預(yù)處理,處理的數(shù)據(jù)與時標(biāo)相對應(yīng),并可在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中儲存一周。PLC獲取和處理的數(shù)據(jù)有選擇性地上傳到控制中心,以便于集中監(jiān)視現(xiàn)場工況信息;同時,下達(dá)來自于控制中心的遙控和遙調(diào)信息給現(xiàn)場設(shè)備層的各類智能設(shè)備及儀表。通過組態(tài)編程,PLC能夠自動控制現(xiàn)場設(shè)備層的智能設(shè)備。
2.3 運行監(jiān)控層
運行監(jiān)控層由高速工業(yè)以太網(wǎng)以及連接在總線上的擔(dān)任監(jiān)控任務(wù)的工作站或顯示操作站、工程師站、PLC/DCS 控制器組成。監(jiān)控中心軟件由WinCC開發(fā)出友