Profibus现场总线技术电力仪表在啤酒生产中的应用

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【摘要】计算机数字通信技术及信息技术的发展，推动了自动化技术的进步。采用PROHBUS现场总线技术可以有效解决现有采用PLC系统生产线存在的问题，给企业带来巨大的利益。

啤酒灌装生产线应用的自控系统各不相同。 经过多年的应用 ，采用 PLC 系统的设备经常性出现 PLC 、电器线路故障 ，电器问题越来越突出 ，对生产效率造成了很大的影响 ，并直接导致能源 (气 、电、水 等)成本的增加。 采用Profibus现场总线技术可以有效解决现有采用PLC系统的生产线存在的问题 。

Profibus总线技术概要

PROFIBUS是一个用在自动化技术的现场总线标准，在1987年由德国西门子公司等十四家公司及五个研究机构所推动，PROFIBUS是程序总线网络（PROcess FIeld BUS）的简称。PROFIBUS和用在工业以太网的PROFINET是二种不同的通信协议。

1 ) Profibus由3个兼容部分组成 ，即 Profibus -DP 、Profibus -PA 、Profibus -FMS 。Profibus - DP 是一种高速低成本通信 ，用于设备级控制系统与分散式 I／O 的通信。Profibus -PA专为过程自动化设 计 ，并有本征安全技术规范。Profibus -FMS 用于车间级监控网络 ，是 一个令牌结构 、实时多主网络。

2 ) Profibus协议结构是根据 IF~7498国际标准 ，以开放式系统互联网络 ( OpenSystem Inter-connection- SIO )作为参考模型 。 用户接口规定了用户系统及不同设备可调用的应用功能。

3 ) Profibus提供了4 种数据传输类型 ：用于 DP 和 FMS 的 RS485传输 、 用 于 PA 的 IEC1185-2传输及光纤 、红外传输 。

4 )设备类型 2 类主站 ( DPM2 )指可进行编程 、组 态 、诊断的设备 。1 类 主站 ( DPM l )是可编程序 控制器 ， 如 PLC 、P C 等。 从站是指带开关量 或模拟量的现场设备 ，如驱动器 、阀门等。

5 ) 为 了将不同厂家生产 的Profibus产 品集成 在一 起 ， 厂家必须提供GSD 文件 ( 电子设备数据库文件 ) ，描述产品的功能参数。Profibus组 态工具可根据将厂商提供的GSD 文件将其设备集成在同一总线系统 中。

重点对Profibus-DP的设备介绍

Profibus-DP 用于自动化系统中单元级控制设备与分布式 I/O 的通讯。Profibus-DP 使用第 1 层、第 2 层和用户接口层、第 3~7 层未使用，这种精简的结构确保了高速数据传输。直接数据链路映像程序 DDLM 提供对第 2 层的访问。用户接口规定了设备的应用功能、Profibus-DP 系统和设备的行为特性。Profibus-DP 特别适合于 PLC 与现场分级式
I/O 设备之间的通讯。主站之间的通讯为令牌方式，主站与从站之间为主从方式，以及这两种方式的混合。

Profibus-DP 物理层

传输介质

PROFIBUS-DP 传输技术采用的是 RS485 传输，其传输介质可以选择型式A 和型式 B 两种导线，A 为屏蔽双绞线，B 为普通双绞线。但在 EN50 170 标准中规定为型式 A 导线，型式 A 比型式 B 有较大的扩展长度，见表 1。

传输距离

标准 Profibus-DP 支持以下传输速率：（单位：kbps）9.6、19.2、31.25、45.45、93.75、187.5、500、1500、3000、6000、12000。每个 DP 从站的输入数据和输出数据最大为 244B，使用屏蔽双绞电缆时最长通讯距离为 9.6km（需要增加中继），使用光缆时最长为 90km。Profibus-DP
每段的电缆最大长度与传输速率有关，不同的介质，不同的波特率，信号可传输的距离也不同，如表 2 所示。

ACR 系列可编程智能电测表采用 Profibus 协议通讯时，需阅读本文档。《安装使用说明书 V1.1》中通讯指南章节无效。ACR 系列多功能电测仪表（Profibus 通讯）,其通讯协议是依据 DPV0 开发。DPV0 为是周期性数据交换，即在每个 DP 循环中,交换的数据是周期性数据。输入数据为：多功能电测仪表反馈给 DP 主站的响应数据（ACR 仪表→DP 主站）。输出数据为：DP
主站发送至多功能电测仪表（DP 主站→ACR 仪表），无开关量输出功能的仪表（即无 DO 功能），无输出数据。在 PLC 中通过对输入数据和输出数据编程来完成循环数据的处理。输入、输出交换数据的长度取决于硬件组态 GSD 文件类型。