第四章 profibus-PA.ppt

第四章 PROFIBUS－PA PROFIBUS－PA将自动化系统和过程控制系统与压力、温度和液位变送器等现场设备连接起来，PA可用来替代4-20mA的模拟技术。 PROFIBUS－PA PROFIBUS－PA主要侧重用于过程自动化，典型的使用MBP-IS传输技术、通信协议DP-V1版本和应用行规PA 设备行规（ PA Devices）。 PROFIBUS－PA的定义 PROFIBUS－PA的应用(1) PROFIBUS－PA的应用(2) PROFIBUS－PA的应用(3) 传统布线的集成 PA与4-20mA系统的比较 传统设计与PROFIBUS的比较 PROFIBUS－PA的特点 过程自动化的应用行规使不同厂家生产的现场设备具有互换性。 增加和去除总线站点，即使在本征安全地区也不会影响到其它站。 在过程自动化的PROFIBUS-PA段与制造业自动化的PROFIBUS-DP总线段之间通过藕合器连接，并使可实现两段间的透明通信。 使用与IEC1158-2技术相同的双绞线完成远程供电和数据传送。 在潜在的爆炸危险区可使用防爆型本征安全或非本征安全。 MBP 传输技术(Manchester Coded, Bus Powered) Manchester 编码(M) 总线供电(BP) 使用固定传输速率31.25 Kbit/s 和Manchester 编码的同步传输技术。通常用于过程自动化领域，因为它满足化学工业和石化工业的特殊要求，即使用双线技术的本质安全和总线供电。可用于有爆炸危险的区域，是本质安全品质的。 PROFIBUS－PA的基本组成 PROFIBUS－PA的传输协议。 PROFIBUS－PA的组态 PROFIBUS－PA的传输协议 PROFIBUS-PA采用PROFIBUS-DP的基本功能来传送测量值和状态。并用扩展的PROFIBUS-DP功能来制订现场设备的参数和进行设备操作。PROFIBUS-PA第一层采用IEC1158-2技术，第二层和第一层之间的接口在DIN19245系列标准的第四部分作出了规定。 MBP的网络拓扑 使用MBP传输技术的PROFIBUS 支持树型或线型（或二者的组合）结构的网络拓扑。 在线型结构中，使用T型连接器将站连接到主干电缆。 树型拓扑:多芯主电缆由双线总线主电缆代替，仍然保留现场分配器连接现场设备和检测总线终端器阻抗的功能。当使用树型拓扑时，连接到现场总线段的所有现场设备都并行地布线在现场分配器中。在所有情况下，计算总线总长度时都必须把最大允许的短接线长度考虑进去。在本质安全的应用中，短接线的最大允许长度为30 m。 PROFIBUS－PA的组态 PROFIBUS－PA的组态 站数和总线长度 可连接到一个总线段上的站数限制为32 。实际可连接的站数还要根据所选择的保护类型和总线供电能力（如果需要话）来确定。 在本质安全网络中，最大反馈电压和最大反馈电流被规定在严格的限度内。即使对非本质安全网络，供电装置的输出也是有限制的。 确定最大总线长度的原则，要充分计算所连接的现场设备的功率需求、指定供电装置以及所选电缆类型的总线长度。所需电流（=∑功率需求）包括连接在各个总线段中现场设备的基本电流之和以及为每个总线段预留的9 mA，此预留的电流是用于FDE(Fault Disconnection Equipment)的运行电流。FDE 预防有故障的设备长久地中断总线。 PROFIBUS－PA的组态 PROFIBUS－PA的组态 PROFIBUS－PA的组态 PROFIBUS－PA的组态 PROFIBUS－PA的成份 段耦合器和链接器 段耦合器是一个信号转换器，它把RS485信号调制成MBP信号电平，反之亦然。从总线协议的观点看这些是透明的。 链接器有它自己内在的智能，它把与MBP总线段连接的所有现场设备映象为RS485总线段中的单个从站。当使用链接器时，对RS485总线段中使用的传输速率没有限制，所以使用MBP连接的现场设备也可以实现快速网络。 PROFIBUS-PA设备行规 PROFIBUS-PA行规确保互换性和互操作性 两类PROFIBUS-PA行规定义 PROFIBUS-PA行规 PROFIBUS-PA行规确保互换性和互操作性 两类PROFIBUS-PA行规定义 PA 设备行规中的信号链 PA 设备行规定义不同类别过程设备的所有功能和参数，是典型的用于从过程传感器信号直到在控制系统中与测量值状态一起被读出的预处理过程值的信号流。 PROFIBUS-PA行规 PA行规的设备数据单 设备行为由标准化设备参数描述 PA设备的标准参数 采用PA节省的成本 节省及获益 采购成本 企划和设计 安装和投运 维护和检查 核心因素 核心