安全控制系统（SCS）系列：ABB System 800xA Safety (用于石油和天然气行业)_25.现场总线与通信协议.docx

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25.现场总线与通信协议

25.1现场总线概述

现场总线（Fieldbus）是一种用于工业控制系统中的数字通信网络，它将现场设备（如传感器、执行器、控制器等）连接起来，实现设备之间的数据交换和通信。与传统的模拟信号传输方式相比，现场总线具有更高的可靠性和灵活性，能够减少布线成本，提高系统的可维护性和扩展性。

在石油和天然气行业中，现场总线技术的应用尤为广泛。常见的现场总线标准包括PROFIBUS、HART、FOUNDATIONFieldbus、CAN总线等。这些总线标准各自具有不同的特点和适用场景，能够满足不同控制系统的需求。

25.1.1现场总线的优势

减少布线成本：现场总线可以将多台设备通过一根电缆连接，大大减少了布线量。

提高可靠性：数字通信方式降低了信号干扰和传输误差，提高了系统的可靠性。

增强灵活性：现场总线支持即插即用功能，设备可以方便地添加或移除。

数据丰富性：现场总线不仅传输控制信号，还能传输设备状态、故障信息等丰富的数据。

便于维护：通过现场总线，可以远程诊断和维护设备，提高系统的可维护性。

25.1.2现场总线的应用场景

远程监控：在油田和气田中，通过现场总线可以实现远程设备的监控和控制。

过程控制：在炼油厂和化工厂中，现场总线用于连接各种过程控制设备，如温度传感器、压力变送器等。

故障诊断：现场总线提供的设备状态信息可以用于故障诊断和预测维护。

25.2常见的现场总线标准

25.2.1PROFIBUS

PROFIBUS（ProcessFieldBus）是一种广泛应用于工业自动化领域的现场总线标准，支持多种通信模式和设备类型。PROFIBUS主要有两种通信模式：DP（DecentralizedPeripherals）和PA（ProcessAutomation）。

PROFIBUSDP：适用于工厂自动化环境，主要用于连接PLC（可编程逻辑控制器）和分布式I/O设备。

PROFIBUSPA：适用于过程自动化环境，主要用于连接测量仪器和执行机构，具有本安和防爆特性，适合危险环境。

25.2.1.1PROFIBUSPA的配置

在ABBSystem800xASafety中配置PROFIBUSPA设备的步骤如下：

添加设备：在系统的设备配置界面中，添加PROFIBUSPA设备。

配置地址：为每台设备分配唯一的地址。

设置通信参数：配置通信速率、数据格式等参数。

连接设备：通过PROFIBUS电缆将设备连接到系统。

#示例代码：配置PROFIBUSPA设备

defconfigure_profibus_pa(device_id,address,baud_rate):

配置PROFIBUSPA设备

:paramdevice_id:设备ID

:paramaddress:设备地址

:parambaud_rate:通信速率

#连接到ABBSystem800xASafety的配置接口

system=connect_to_abb_system()

#添加设备

device=system.add_device(device_id)

#配置地址

device.set_address(address)

#设置通信参数

device.set_baud_rate(baud_rate)

#连接设备

device.connect()

#示例数据

device_id=PA001

address=12

baud_rate=31250

#调用配置函数

configure_profibus_pa(device_id,address,baud_rate)

25.2.2HART

HART（HighwayAddressableRemoteTransducer）是一种用于智能仪表的通信协议，支持模拟信号和数字信号的混合传输。HART协议在石油和天然气行业中广泛应用，特别是在测量设备和执行机构的通信中。

25.2.2.1HART设备的通信

在ABBSystem800xASafety中，HART设备的通信可以通过HART通信接口实现。以下是配置HART设备的步骤：

添加设备：在系统的设备配置界面中，添加HART设备。

配置地址：为每台设备分配唯一的地址。

设置通信参数：配置通信速率、数据格式等参数。

读取数据：通过HART接口读取设备的测量数据。

#示例代码：配置HART设备并读取数据

defc