PROFIBUS DP冗余總線在科遠SY系列電動執(zhí)行機構中的應用

1.概述

PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術?？蓪崿F(xiàn)現(xiàn)場設備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡，從而為實現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設備智能化提供了可行的解決方案。Profibus現(xiàn)場總線冗余技術是通過雙重的profibus端口來提高可靠性的技術。

電動執(zhí)行機構是一種利用電力并通過電機將控制信號轉換成相應的直線或旋轉運動的驅動裝置?？七hSY系列一體化電動執(zhí)行機構的電控部分包含了位置反饋裝置，力矩感應裝置，電機驅動和保護裝置，邏輯控制裝置及數(shù)字通訊模塊等，這些裝置全部安裝在執(zhí)行機構內(nèi)一個緊湊的電控箱體里。
在電動執(zhí)行機構上實現(xiàn)profibus現(xiàn)場總線冗余通信接口，有利于將電動執(zhí)行機構集成到profibus現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，并提高通信可靠性。
2.Profibus冗余總線型執(zhí)行機構電控總體設計

圖1：Profibus冗余總線型執(zhí)行機構電控總體設計

科遠SY系列PROFIBUS DP冗余總線型電動執(zhí)行機構電控總體設計如上圖1所示。SY系列電動執(zhí)行機構采用雙處理器分工協(xié)作的方案。 一片處理器稱之為執(zhí)行機構控制處理器，負責輸入信號處理、顯示和狀態(tài)指示處理、電機驅動和保護模塊的控制、位置反饋（編碼器）、力矩感應裝置以及與另一片處理器通信等所有執(zhí)行機構任務的控制、處理。 另一片處理器稱之為profibus通信處理器，負責雙路冗余的profibus總線通信。來自現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(PROFIBUS主站)的控制命令、需要發(fā)送到profibus主站的執(zhí)行機構數(shù)據(jù)、狀態(tài)、報警以及執(zhí)行機構參數(shù)的設置、修改都由profibus通信處理器來負責。

3.Profibus冗余總線通信設計

圖2：System Redundancy

圖3：Flying Redundancy

對于profibus冗余從站而言，必須遵守profibus從站冗余規(guī)范。Profibus從站冗余規(guī)范中規(guī)定了兩種冗余方式，分別是如圖2所示的System Redundancy（SR冗余）和如圖3所示的Flying Redundancy（FR冗余）。 科遠SY系列profibus DP冗余總線型電動執(zhí)行機構對這兩種冗余方式都支持。如果profibus現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)支持SR冗余（例如西門子CPU 400-H系列產(chǎn)品），按照SR冗余方式連接執(zhí)行機構到控制系統(tǒng)，如圖2所示。此時科遠profibus DP冗余總線型執(zhí)行機構兩個總線接口地址相等（#m=#n），在Primary Slave（主用從站）接口損壞或者主用從站的通信電纜中斷時，SR冗余主站發(fā)送通道切換的參數(shù)化命令，冗余從站收到通道切換的參數(shù)化命令后，自動將Backup Slave（備用 從站）切換為Primary Slave，切換過程為無縫切換，不會造成I/O數(shù)據(jù)的丟失。 如果profibus現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)支持FR冗余，則按照圖3的連接方式將執(zhí)行機構接入FR系統(tǒng)。相當于冗余從站的兩個接口接入同一條總線，此時科遠profibus DP冗余總線型執(zhí)行機構兩個總線接口地址不相等（#m≠#n），Primary Slave的地址應當小于62， Backup Slave的地址為Primary Slave的地址+64。 如果profibus冗余總線控制系統(tǒng)支持參數(shù)化命令切換，則冗余從站根據(jù)參數(shù)化命令來切換；如果profibus冗余總線控制系統(tǒng)不支持參數(shù)化命令切換，則冗余從站自己判斷是否需要進行切換。

4.總結
隨著自動化技術的進一步提高，Profibus冗余總線控制系統(tǒng)必將得到進一步的推廣和使用?？七hSY系列profibus冗余總線型電動執(zhí)行機構可以和profibus冗余總線控制系統(tǒng)完美集成，最大限度的發(fā)揮profibus現(xiàn)場總線的優(yōu)勢，提高電動執(zhí)行機構通信可靠性、可維護性，為客戶節(jié)約布線成本和后期維護費用，從而提高電動執(zhí)行機構產(chǎn)品的核心競爭力。