ABBAC800F-ProfiBus-V0102

ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page1现场总线技术ABB现场总线技术PROFIBUS&FOUNDATIONIEC61158现场总线概念ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page2概念:现场总线是连接位于生产现场的智能化测量或控制设备的一条开放式、数字化、双向、多站点的底层控制网络.通常有2个总线概念即传感器总线和智能仪表总线都称为现场总线.通常使用传感器总线连接大量多路开关I/O采集，现场总线连接智能设备；它们之间的区别：•传感器总线携带很少字节信息；•传感器总线处理简单设备如：开关、状态指示；•传感器使用简单的编程工具；•现场总线提供复杂设备的互操作性；•现场总线可以提供设备电源及本质安全；•现场总线可以实现全分布式控制；现场总线概念现场总线的特点ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page3特点:1.用数字信号取代模拟信号，提高系统的可靠性、精确度和抗干扰能力，延长信息传输距离。2.采用国际标准化技术，构成全开放的通讯网络。3.现场总线网络每一节点都是一台智能化仪表，内置有CPU.4.增加了远程操作、故障自诊断和本地控制功能，构成新一代自动化仪表与控制系统先进体系。5.该体系在沿用分布式系统结构和分散控制原理，是一种全分布式的控制系统。6.总线设备可以实现不同厂家设备的互连.现场总线概念.特点现场总线类型ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page4现场总线标准发展PROFIBUS-DP1989(1996)PNO/PTOPROFIBUS-DP1994ISP1992FoundationFieldbus1994/98WorldFIPNorthAmericaFIP1985(1996)FIPEurope199450differentclosed,openandstandardizedsolutionsBitbus,PDV-Bus,VDMA-Sensorbus,CAN:DeviceNet/CIA/CAL/SDS,PNET(1996),Interbus,LonWorks,euroLON,CANopen,Modbusplus,AS-IandothersEU-ProjectDIAS/FIP1985EU-ProjectFICIM/FIP1991EU-ProjectPRIAM1993FieldbusPilotprojectsP-DP/PA1998PROFIBUS-PA1996(1996)=EN50170主要现场总线系统介绍ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page6CAN,DeviceNet,ASI-bus,Interbus-SSensorBussessimpleswitchesetc.FieldbusIntelligentfielddevicesH1FF,PROFIBUSPA,LONFF-HSE,PROFIBUSHighSpeedFieldbusFieldbus是现场底层控制局域网络，实现现场仪表与控制设备的通信TCPIPPlantNetwork全厂控制使用多种通信协议实时多样现场总线过程自动化现场总线标准ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page7FOUNDATION•BritishStandardDD238•EuroStandardEN50170•USStandardISAS50•InternationalIEC61158•ReleaseHSE(V1.0)March29thPROFIBUS•BritishStandardBSEN50170•EuroStandardEN50170•InternationalIEC61158过程自动化现场总线标准传统的控制系统ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page8传统控制系统OperateITEngineerIT•HSI,工程师站•控制网络•控制功能•控制系统硬件•电机马达控制中心•电源供电柜•变送器，执行机构I/O控制器I/O现场总线控制系统ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page9现场总线控制系统OperateITEngineerIT•HSI,工程师站•控制网络•控制功能组•控制器硬件•断路器,保险•电源供电柜•智能设备•控制功能控制器/OptimizeIT远程I/OABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page10远程I/O,重要的中间环节传统结构远程I/O与现场总线I.S.-barriersmarshalling高速现场总线低速现场总线传统I/OREMOTEIO现场总线的发展趋势ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page11从传统I/O到现场总线的发展system,I/OremoteI/Ofieldbus-devices时间I/O信号现场总线应用的预估系统I/O远程I/O现场总线设备today?现场总线控制系统的特点ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page12基于现场总线的控制系统（FCS）具有以下特点：采用双绞线、光缆或无线电方式传输数字信号，减少大量导线，提高可靠性和抗干扰能力采用统一的国际标准，不同厂家产品相互兼容，整个系统具有开放性，便于操作、维护和扩展控制功能可以下放到现场仪表中，控制器主要完成优化控制、协调控制和管理自动化等功能现场总线可提供来自现场仪表的设备管理数据作为维护的参考，并支持在线组态,将非正常停工损失降为最低现场总线控制器的特点现场仪表通信技术发展ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page13现场仪表通信技术发展4...20mA全数字通信PROFIBUS(ProcessFieldbus)FF(FoundationFieldbus)LON(LocalOperatingNetwork)E传统常规仪表1965E+#HART#Fieldbus1985/95/97/994...20mA+调制数字通信AAAIBISFieldbusFSK-ModemProfibusProfilesfortheProcess-,Building-andProductionautomationAdvantOCSSattLineSattGraph5000IndustrialITControllerFF-H1设备互操作性ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page16FieldbusFoundationH1LinkActiveSchedulerFFH1CyclicCommsAcyclicCommsBandwidthAIPIDGenericDiagramHSEPROFIBUS-PA操作方式(DPV1)支持现场设备（流量-压力等）高层可互操作性设计思路动态调度控制链接令牌传递（4字节）ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page19“FunctionBlocks”分布到现场DP标准的扩展使用Coupler实现耦合连接和供电支持现场设备(温度,压力,流量,定位器等)FISCO-防爆区认证MastercyclicacycliccommsSlavesPASegmentCouplerGenericDiagramPIDPVPROFIBUSPADPPROFIBUSDPABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page20高速数据通信允许多个主设备对从设备的通信现场设备周期与非周期的通信Master,线路与从设备的冗余GSD,DTM组态Ethernet,TCP/IPBackboneTRSegment1Segment2RSegmentCouplerHMIMasterPASlavesGenericDiagramDPSlaveDPSlavePROFIBUSDPProfiBus-Foundation总结ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page21PROFIBUSPA:-统一物理层如FF，统一安装环境相同PROFIBUS设备报警时间标记具有互操作性的协议与行规FISCOPROFIBUSDP:-智能设备RS485高速网络使用coupler连接PA大量应用实例FOUNDATIONH1:-与PA具有相同的物理层及安装方式相同的PROFIBUS设备报警时间标记具有可互操作控制策略的复杂协议FF-HSE:-HSE网络连接智能设备专用链接设备与FF-H1接口使用以太网技术ProfiBus-Foundation总结现场总线优势ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page22安装与调试设备自由选择(可互操作)很少的电缆投资很少的中间设备(中继柜,隔离器等.)节省调试、工程、文档与布线投资操作优质、安全的工厂控制操作减少停产时间控制策略符合统计数据要求符合质量控制、调节与安全标准维护节省基本维护费用快速识别问题(远程工具)简便设备更换保障人身安全(远程诊测)现场总线优势ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page26PROFIBUS-DP-物理层RS485-传输技术，A类电缆Distance[m]10151001k1.2k10k1001K10K100K1M10M20KRS232CTransmissionrate[Bit/s]RS48519.2kBit/s93.75kBit/s187.5kBit/s500kBit/s1500kBit/s12000kBit/s9.6kBit/sRS485:总线用户(Master,Slave,DP/PA-Coupler,Repeater)max.32persegment(Physik),total128(Addresses)max.3Repeaterincluding4segments3000kBit/s6000kBit/s1000m400m200m100m1200m45.45kBit/sPROFIBUS-DP-Bus拓扑网络结构(max.3Repeater)ABBAutomation3BCNIITFHW04-ProfiBus-V0102Rev.02/01Page27PROFIBUS-DP-Bus拓扑网络结构,容量(max.3Repeater)Ethernet,TCP/IPBackbone使用TypeA电缆直线连接32设备:for93.75kBit/s3.2m,for0.5...12MBit/s0.6...0mLinksegment:段内无连接设备FOC:Plasticfiber80m,Glassfiber15kmupto12MBit/sRepeater:带隔离器,同时可以在Copper-FO间转换在一段内:SDPM+SDPS+SS+R32总共地址号:SDPM+SDPS+SPAS+2128Segment3=FOCLink-SegmentMasterDPM2R=RepeaterS=DP/PA-CouplerTDPSlaveDPSlaveDPSlaveRDPSlaveSegmen