PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線在液壓控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1 引言
　　現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，使得建構(gòu)一種全數(shù)字、全分散、全開放的控制系統(tǒng)成為可能，導(dǎo)致了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革。
　　現(xiàn)場總線技術(shù)仍處在不斷的發(fā)展中，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了許多種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，如PROFIBUS、FF、LonWorks、CAN、HART等。各種現(xiàn)場總線各有其特點，應(yīng)用場合和前景也各不相同，現(xiàn)在仍沒有國際統(tǒng)一的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。因此，在選擇現(xiàn)場總線時，必須綜合考慮各方面的因素，使所選擇的現(xiàn)場總線既能滿足系統(tǒng)的實際需要，又能夠符合技術(shù)發(fā)展的主流。
　　PROFIBUS是目前世界上應(yīng)用最為廣泛的現(xiàn)場總線技術(shù)之一，是德國國家標(biāo)準(zhǔn)DIN 19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 50170的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，并在1999年12月成為國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61158的一部分。它包括了波特率可達(dá)l2 JI皿 的高速總線豫OFIBUS．DP（H2）和用于過程控制的本安型低速總線PROFIBUS-PA（H1），使其在結(jié)構(gòu)和性能上優(yōu)越于其他現(xiàn)場總線。與其他現(xiàn)場總線系統(tǒng)相比，PROFIBUS的最大優(yōu)點是它的普遍性+它廣泛應(yīng)用在加工制造、過程和樓宇自動化等領(lǐng)域，并可同時實現(xiàn)集中控制、分散控制和混合控制3種方式。
　　PROFIBUS由3個兼容部分組成，即PROFIBUS—DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS．FMS。PROFIBUS—DP是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級控制系統(tǒng)與分散式I／O的通信。PROFIBUS-PA專用于過程自動化領(lǐng)域。PROFIBUS—FMS則用于車間級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，其中應(yīng)用最為廣泛的是PROFIBUS—DP。
　　PROFIBUS—DP是一種高速和便宜的通信連接，它為自動控制系統(tǒng)和設(shè)備級分散的I／O之間進(jìn)行通信使用專門設(shè)計。使用PROFIBUS-DP模塊可取代24 v或4—20 mA的串聯(lián)式信號傳輸。直接數(shù)據(jù)鏈路映像（DDLM）提供的用戶接口，使得對數(shù)據(jù)鏈路層的存取變得簡單方便，傳輸可使用Rs_485傳輸技術(shù)或光纖媒體。將PROFIBUS-DP引人液壓控制系統(tǒng)，可以獲得較好的開放性、可靠性，具有較高的性能價格比。
2 PROFIBUS—DP的技術(shù)特性
2．1 協(xié)議結(jié)構(gòu)
　　PROFIBUS-DP的協(xié)議結(jié)構(gòu)符合ISO的開放式系統(tǒng)互連模型，只定義了其中的第1層、第2層和用戶接口，第3層到第7層未加描述。這種協(xié)議結(jié)構(gòu)確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖俸陀行?。總線存取協(xié)議在第2層即現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)，包括主站之間的令牌傳遞方式和主站和從站之間的主從方式。
2．2 傳輸技術(shù)
　　PROFIBUS—DP可以采用RS-485或光纖傳輸技術(shù)。當(dāng)系統(tǒng)運行在電磁干擾很大的環(huán)境時使用光纖傳輸。
　　RS-485傳輸技術(shù)的基本特征為：
　　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌壕€性總線，兩端帶有有源的總線終端電阻。
　　傳輸速率：從9．6 Kbps到12 Mbps。
　　傳輸介質(zhì)：帶屏蔽的雙絞電纜，在抗干擾要求不高時也可取消屏蔽。
　　插頭連接：采用9針D型插頭。
　　站點數(shù)：每網(wǎng)段最多32個站，使用中繼器可多達(dá)127個站。
2．3 系統(tǒng)的配置
　　PROFIBUS—DP允許構(gòu)成單主站或多主站系統(tǒng)。系統(tǒng)配置的描述包括：站數(shù)、站地址、輸入／輸出地址、輸入／輸出數(shù)據(jù)格式、診斷信息格式以及所使用的總線參數(shù)。每個PROFIBUS—DP系統(tǒng)可包括以下3種不同類型的設(shè)備：
　?。?）一類DP主站（DPM1）：一類DP主站是中央控制器，在預(yù)定的信息周期內(nèi)與DP從站交換數(shù)據(jù)，典型的DPM1如PLC或PC。
　?。?）二類DP主站（DPM2）：二類DP主站是編程器、組態(tài)設(shè)備或操作面板，在DP系統(tǒng)組態(tài)操作時作用，完成系統(tǒng)操作和監(jiān)視目的。
　　（3）DP從站：DP從站是進(jìn)行輸入和輸出信息采集和發(fā)送的外圍設(shè)備（L／O設(shè)備、驅(qū)動器、HMI、閥門等）。使用PROFIBUS系統(tǒng)，在系統(tǒng)起動之前先要對系統(tǒng)及各站點進(jìn)行配置和參數(shù)化工作。使用基于GSD的組態(tài)工具可將不同廠商的設(shè)備集成在一個總線系統(tǒng)中 GSD文件是一個用于識別不同PROFIBUS設(shè)備的文本文件，它使得DP／PA設(shè)備可以被各種組態(tài)工具所識別，這也是PROFIBUS開放性的一種體現(xiàn)。