内容提要八章profibus.pptx

8PROFIBUS-PA及DP-V1内容提要PROFIBUS-DP在世界范围的现场总线应用中占有重要的地位，它主要应用于制造业领域（开关量为主）。在石油化工行业里，过程控制占主导地位。为了适应市场需要，PI在公布DP的标准后不久，又推出了PA标准。PROFIBUS-PA在2000年底和PROFINET一起被补充到了IEC61158中。8.1PROFIBUS-PA概述8.2PROFIBUS-PA的通信协议8.3PROFIBUS-PA的系统结构8.4PROFIBUS-PA行规8.5DP-V1报文详解8.6PROFIBUS-PA的现场安装8.7现场总线本质安全概念

8.1PROFIBUS-PA概述8.1.1PA应用领域PROFIBUS-PA专为过程控制应用程序而设计，通俗地理解就是它取代了过程控制中传统的4~20mA标准信号。它是PROFIBUS-DP的延伸和扩展，所以PA的通信协议也称为DP-V1，它和DP-V0可以同时存在于一个系统中。过程控制的主要特点是以模拟量控制为主，各种控制参数、报警参数较多，系统对安全性要求较高。在PA中，从它的通信模型、通信协议和行规里都体现出了适合于过程控制要求的特点。各种变送器、阀和执行器等都可以做成符合PA要求的从站，连接到PA网络中。另外，在PROFIBUS-PA中引入了现场总线本质安全概念（FISCO），使其可以方便地应用于存在爆炸危险的场合。PROFIBUS-PA完全符合要求最严格的化学工业过程控制的需要，同时也在污水处理、石化、电力等所有过程控制的行业得到了广泛的应用。PROFIBUS-PA及DP-V1

8.1PROFIBUS-PA概述8.1.2PA的技术特点PROFIBUS-PA之所以在过程控制中得到了广泛的应用，是由它独特的技术来保证的。其主要技术特点是：1）PA使用DP-V1通信协议进行通信。DP-V1是DP-V0的扩展，它不仅有循环数据通信，而且还有非循环数据通信。非循环数据交换主要用于过程数据的上下限范围设定值、报警范围设定值等。2）PA在从站设备的行规中定义了应具有的特性，对设备的公共参数和基本功能，以及参数的测量值、附加特征、工程单位都做了详细规定，从而保证了不同设备制造商产品的互操作性和互换性。3）PA使用IEC61158-2中规定的同步传送技术，通过总线供电模式，PA可以在有爆炸危险的场合使用。曼彻斯特总线供电（MBP）技术允许数字信号和设备电源通过同一电缆传送，符合在危险场合设备使用的规定，所以可以在防爆区域使用。4）PA使用FISCO模式。FISCO是一种新的本质安全应用的更有效的方法，它的根本特点就是充分利用了危险场合所允许的最大负载电流的规定，所以扩大了本质安全设备的使用数量和范围。PROFIBUS-PA及DP-V1

8.1PROFIBUS-PA概述8.1.3过程控制使用PA的优点过程控制使用PROFIBUS-PA可以带来一系列的好处，主要体现在：减少了各种费用。项目设计、建设费用降低，大大节省了安装和电缆费用，维修费用降低，本质安全部分的费用降低。投资可以得到保护。统一的标准，认证的设备，不依赖于任何制造商的产品。高品质的服务。完善的在线诊断手段，大量可供选择的产品，具有互换性的设备。优化资产管理。高品质的工厂，减少库存，新旧产品的兼容性。PROFIBUS-PA及DP-V1

8.2PROFIBUS-PA的通信协议如前所述，PA的协议结构由四层组成，即物理层、数据链路层、应用层和它本身的行规。物理层采用IEC61158-2同步传输技术。8.2.1IEC61158-2的特点数据传送其方式为数字式、位同步、电压模式，固定的波特率为31.25kbit/s，曼彻斯特编码。数据可靠性采用前同步信号和起、止界定符来避免差错。电缆使用双绞线屏蔽电缆。爆炸场合的保护本质安全（Exia/ib）。远程供电通过信号电缆实现。网络拓扑可以是线形、树形、星形或混合形。站点数量总的站点数量可达126个，每段可达32个，但这个数目会随着本质安全的需要而大幅度地减少，具体数量要根据系统总的电流损耗量而定。电缆长度最长可达1900m；在危险区域最长可达1000m。中继器最多可扩展4台，使用中继器可使电缆距离延伸到10km。PROFIBUS-PA及DP-V1

8.2PROFIBUS-PA的通信协议8.2.2DP-V1通信协议的特点1.总线存取主站之间采用令牌传递方式；主站和从站之间采用轮询方式。2.通信单一传送和广播服务；一般数据交换采用循环通信方式；报警、诊断和参数设定采用非循环通信方式。3.实现功能主站和从站之间实时数据进行循环交换；动态激活和解除从站；分