SIEMENS上海來(lái)栗自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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基于現(xiàn)場(chǎng)總線的自動(dòng)化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn) （1）增強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)信息集成能力 現(xiàn)場(chǎng)總線可從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲取大量豐富信息，能夠更好的滿(mǎn)足工廠自動(dòng)化及cims系統(tǒng)的信息集成要求?，F(xiàn)場(chǎng)總線是數(shù)字化通訊網(wǎng)絡(luò)，它不單純?nèi)〈?-20ma信號(hào)，還可實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息傳送。系統(tǒng)除完成遠(yuǎn)程控制，還可完成遠(yuǎn)程參數(shù)化工作。 （2）開(kāi)放式、互操縱性、互換性、可集成性 不同廠家產(chǎn)品只要使用同一總線標(biāo)準(zhǔn)，就具有互操縱性、互換性，因此設(shè)備具有很好的可集成性。系統(tǒng)為開(kāi)放式，答應(yīng)其它廠商將自己專(zhuān)長(zhǎng)的控制技術(shù)，如控制算法、工藝流程、配方等集成到通用系統(tǒng)中往，因此，市場(chǎng)上將有很多面向行業(yè)特點(diǎn)的監(jiān)控系統(tǒng)。 （3）系統(tǒng)可靠性高、可維護(hù)性好 基于現(xiàn)場(chǎng)總線的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)采用總線連接方式替換一對(duì)一的i/o連線，對(duì)于大規(guī)模i/o系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，減少了由接線點(diǎn)造成的不可靠因素。同時(shí)，系統(tǒng)具有現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備的在線故障診斷、報(bào)警、記錄功能，可完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定、修改等參數(shù)化工作，也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性。 （4）降低了系統(tǒng)及工程本錢(qián) 對(duì)大范圍、大規(guī)模i/o的分布式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，省往了大量的電纜、i/o模塊及電纜敷設(shè)工程用度，降低了系統(tǒng)及工程本錢(qián)。 1.3  現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的一個(gè)關(guān)鍵題目，是要在自動(dòng)化行業(yè)中形成一個(gè)制造商們共同遵守的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制造商們能按照標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)品，系統(tǒng)集成商門(mén)能按照標(biāo)準(zhǔn)將不同產(chǎn)品組成系統(tǒng)。這就提出了現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的題目。國(guó)際上自動(dòng)化產(chǎn)品及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備生產(chǎn)廠家，意識(shí)到現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是未來(lái)發(fā)展方向，紛紛結(jié)成企業(yè)同盟，推出自己的總線標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品，在市場(chǎng)上培養(yǎng)用戶(hù)、擴(kuò)大影響，并積極支持國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制定現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。能否使自己總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在未來(lái)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中占有較大比例成份，關(guān)系到該公司相關(guān)產(chǎn)品前途、用戶(hù)的信任及企業(yè)的名譽(yù)。而歷史經(jīng)驗(yàn)證實(shí)：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)都是采用一個(gè)或幾個(gè)市場(chǎng)上成功的技術(shù)為基礎(chǔ)。因此，各大國(guó)際公司在制定現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的竟?fàn)?，體現(xiàn)了各公司在技術(shù)地位上的競(jìng)爭(zhēng)，而其還是要回結(jié)到市場(chǎng)實(shí)力的競(jìng)爭(zhēng)。 據(jù)說(shuō)目前國(guó)際上現(xiàn)有各種總線及總線標(biāo)準(zhǔn)不下二百多種。具有一定影響和已占有一定市場(chǎng)份額的總線有如下幾種： 1.3.1  profibus現(xiàn)場(chǎng)總線 1996年3月15日批準(zhǔn)為歐洲標(biāo)準(zhǔn)，即din 50170  v.2。profibus產(chǎn)品在市場(chǎng)上已被普遍接受，市場(chǎng)份額占?xì)W洲首位，年增長(zhǎng)率25%。目前支持profibus標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品超過(guò)1500多種，分別來(lái)自國(guó)際上250多個(gè)生產(chǎn)廠家。在范圍內(nèi)已安裝運(yùn)行的profibus設(shè)備已超過(guò)200萬(wàn)臺(tái)，到1998年5月，適用于過(guò)程自動(dòng)化的profibus-pa儀表設(shè)備在19個(gè)國(guó)家的40個(gè)用戶(hù)廠家投進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行。1985年組建了profibus國(guó)際支持中心；1989年12月建立了profibus用戶(hù)組織（pno）。目前在各地相繼組建了20個(gè)地區(qū)性的用戶(hù)組織，企業(yè)會(huì)員近650家。1997年7月組建了中國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線（profibus）專(zhuān)業(yè)委員會(huì)，并籌建現(xiàn)場(chǎng)總線profibus產(chǎn)品演示及認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室。 profibus主要應(yīng)用領(lǐng)域有： 。制造業(yè)自動(dòng)化：汽車(chē)制造（機(jī)器人、裝配線、沖壓線等）、造紙、紡織。 。過(guò)程控制自動(dòng)化：石化、制藥、水泥、食品、啤酒。 。電力：發(fā)電、輸配電。 。樓宇：空調(diào)、風(fēng)機(jī)、照明。 。鐵路交通：信號(hào)系統(tǒng) 1.3.2 ff現(xiàn)場(chǎng)總線 1994年由isp 基金會(huì)和world  fip（北美）兩大團(tuán)體合并成立ff基金會(huì)，其宗旨在于開(kāi)發(fā)出符合iec和iso標(biāo)準(zhǔn)的、的國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線（fundation  fieldbus）。低速總線（h1）協(xié)議已于1996年發(fā)表。已完成開(kāi)發(fā)的高速總線（h2）擬于1998年內(nèi)表。1997年5月建立了中國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線（ff）專(zhuān)業(yè)委員會(huì)，并籌建ff現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品認(rèn)證中心。目前，ff現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用領(lǐng)域以過(guò)程自動(dòng)化為主。如：化工、電力廠實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、廢水處理、油田等行業(yè)。 1.3.3  lonworks總線 lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線全稱(chēng)為lonworks  networks，即分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，希看推出能夠適合各種現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用場(chǎng)合的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)。目前l(fā)ongworks應(yīng)用范圍廣泛，主要包括產(chǎn)業(yè)控制、樓宇自動(dòng)化、數(shù)據(jù)采集、scada系統(tǒng)等。國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用于樓宇自動(dòng)化方面。 1.3.4  canbus現(xiàn)場(chǎng)總線 canbus現(xiàn)場(chǎng)總線已由iso/tc22技術(shù)委員會(huì)批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ios 11898（通訊速率小于1mbps）和iso  11519（通訊速率小于125kbps）。canbus主要產(chǎn)品應(yīng)用于汽車(chē)制造、公共交通車(chē)輛、機(jī)器人、液壓系統(tǒng)、分散型i/o。另外在電梯、醫(yī)療器械、工具機(jī)床、樓宇自動(dòng)化等場(chǎng)合均有所應(yīng)用。 1.3.5  worldfip現(xiàn)場(chǎng)總線 90～91年fip現(xiàn)場(chǎng)總線成為法國(guó)國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)。96年景為歐洲標(biāo)準(zhǔn)（en 50170  v.3）。下一步目標(biāo)是靠近iec標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在技術(shù)上已做好充分預(yù)備。worldfip國(guó)際組織在北京設(shè)有辦事處，即worldfip中國(guó)信息中心，負(fù)責(zé)中國(guó)的技術(shù)支持。worldfip現(xiàn)場(chǎng)總線采用單一總線結(jié)構(gòu)來(lái)適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求，不同應(yīng)用領(lǐng)域采用不同的總線速率。過(guò)程控制采用31.25kbit/s，制造業(yè)為1m  bit/s，驅(qū)動(dòng)控制為1-2.5mbit/s。采用總線仲裁器和優(yōu)先級(jí)來(lái)治理總線上（包括各支線）的各控制站的通訊?？蛇M(jìn)行1對(duì)1、1對(duì)多點(diǎn)（組）、1對(duì)全體等多重通訊方式。在應(yīng)用系統(tǒng)中，可采用雙總線結(jié)構(gòu)，其中一條總線為備用線，增加了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。 worldfip現(xiàn)場(chǎng)總線適用范圍廣泛，在過(guò)程自動(dòng)化、制造業(yè)自動(dòng)化、電力及樓宇自動(dòng)化方面都有很好的應(yīng)用。 1.3.6  p-net現(xiàn)場(chǎng)總線 p-net現(xiàn)場(chǎng)總線籌建于己于1983年。1984年推出采用多重主站現(xiàn)場(chǎng)總線的批產(chǎn)品。1986年通訊協(xié)議中加進(jìn)了多重網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和多重接口功能。1987年推出p-net的多重接口產(chǎn)品。1987年p-net標(biāo)準(zhǔn)成為開(kāi)放式的完整標(biāo)準(zhǔn)，成為丹麥的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。1996年景為歐洲總線標(biāo)準(zhǔn)的一部分（en  50170  v.1）。1997年組建國(guó)際p-net用戶(hù)組織，現(xiàn)有企業(yè)會(huì)員近百家，總部設(shè)在丹麥的siekeborg，并在德國(guó)、英國(guó)、葡萄牙和加拿大等地設(shè)有地區(qū)性組織分部。p-net現(xiàn)場(chǎng)總線在歐洲及北美地區(qū)得到廣泛應(yīng)用，其中包括石油化工、能源、交通、輕工、建材、環(huán)保工程和制造業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域。 1.4  如何面對(duì)眾多的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn) 面對(duì)國(guó)際上各種流派的現(xiàn)場(chǎng)總線及標(biāo)準(zhǔn)，為深進(jìn)研究國(guó)外先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)，形成符合我國(guó)國(guó)情的和現(xiàn)實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)體系，保護(hù)我國(guó)生產(chǎn)企業(yè)和用戶(hù)的效益，我國(guó)儀表標(biāo)準(zhǔn)化行業(yè)的主管單位-儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所遵循標(biāo)準(zhǔn)化工作程序，于己于1998年7月22日至多3日在北京中國(guó)科技會(huì)堂舉辦了“現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)化與中國(guó)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展”研討會(huì)。會(huì)議邀請(qǐng)了profibus、ff、worldfip、p-net國(guó)際組織專(zhuān)家代表，先容了國(guó)際流行現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化情況。研討會(huì)上中外專(zhuān)家就現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展展開(kāi)了熱列討論，并提出以下見(jiàn)解與意見(jiàn)： （1）  期看iec能盡早按預(yù)期目標(biāo)完成同一標(biāo)準(zhǔn)的制定。 （2） 按目前進(jìn)度估計(jì)，近年內(nèi)iec很難完成預(yù)期目標(biāo)。 （3）  目前iec提出的建議方案只限于過(guò)程自動(dòng)化，難于滿(mǎn)足其它應(yīng)用領(lǐng)域要求，不可能成為標(biāo)準(zhǔn)，很可能形成多種標(biāo)準(zhǔn)體系共存。 （4）  在同一標(biāo)準(zhǔn)框架下做多種通訊協(xié)議接口，可能是同一標(biāo)準(zhǔn)的一種適宜的解決方案。 對(duì)我國(guó)發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)政策，專(zhuān)家和代表們以為，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，一方面應(yīng)積極跟蹤iec國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展，開(kāi)展我國(guó)的技術(shù)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。另一方面在同一的iec標(biāo)準(zhǔn)未形成之前，積極開(kāi)展對(duì)其它先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)研究，特別是對(duì)已有成熟應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)、應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋面大的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的跟蹤研究。 1.5  對(duì)面臨選擇的用戶(hù)談個(gè)人看法并提出建議 從用戶(hù)角度出發(fā)，如何面對(duì)眾多現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)作出選擇，筆者在此發(fā)表個(gè)人看法，并提出一點(diǎn)建議以供用戶(hù)參考。 （1）標(biāo)準(zhǔn)？  從標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的歷史看，誰(shuí)的技術(shù)將成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，或在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中占有較大成份，主要取決于它在實(shí)際應(yīng)用中取得多大的成果，取決于該項(xiàng)技術(shù)及產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的占有份額。也就是說(shuō)，誰(shuí)能占有市場(chǎng)誰(shuí)將得天下。另一方面，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織根據(jù)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展現(xiàn)狀及廠商用戶(hù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)制定的要求，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的制定及批準(zhǔn)手續(xù)作出相應(yīng)的改變，即簡(jiǎn)化了標(biāo)準(zhǔn)的制定程序和手續(xù)，并承認(rèn)存在所謂事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，即那些在市場(chǎng)中已占有較大份額、具有很大的用戶(hù)成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如我們熟知的tcp/ip通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 （2）選擇總線？  在目前國(guó)際上現(xiàn)場(chǎng)總線群雄并起局面下，用戶(hù)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用工程特點(diǎn)出發(fā)往選擇。由于沒(méi)有一種可包羅萬(wàn)象、適合所有應(yīng)用領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。應(yīng)著重考察這種總線在本行業(yè)中的應(yīng)用業(yè)績(jī)。如制造業(yè)自動(dòng)化、電力自動(dòng)化及過(guò)程控制自動(dòng)化三個(gè)領(lǐng)域，在數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)響應(yīng)要求方面就大不一樣。 （3）選擇產(chǎn)品？  用戶(hù)應(yīng)盡量選擇國(guó)際著名度大、擁有用戶(hù)多、產(chǎn)品應(yīng)用基礎(chǔ)好的公司產(chǎn)品，由于這些公司的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采納的可能性大。即使沒(méi)有被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采納，至公司為考慮信譽(yù)，會(huì)提出原有技術(shù)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的接口，而不會(huì)置公司信譽(yù)于不顧，丟掉老客戶(hù)不管。 （4）積極跟蹤、勇于進(jìn)??！假如由于國(guó)際iec還沒(méi)有同一現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，就不敢使用這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)是大可不必的。這將會(huì)使企業(yè)喪失一次盡早進(jìn)步企業(yè)自動(dòng)化水平的機(jī)會(huì)，或喪失一次進(jìn)步本企業(yè)產(chǎn)品水平的機(jī)會(huì)，從而導(dǎo)致企業(yè)在未來(lái)同行競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。國(guó)際iec要同一現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)不是一朝一夕的事，坐等時(shí)機(jī)流逝為下策，只有積極跟蹤、勇敢進(jìn)取方為企業(yè)發(fā)展上策。 第二章：現(xiàn)場(chǎng)總線profibus技術(shù)要點(diǎn) 本章從profibus協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)角度，概要說(shuō)明了profibus技術(shù)要點(diǎn)。使讀者可快速了解profibus技術(shù)概貌。 2.1  profibus概貌 （1）  profibus是一種國(guó)際化、開(kāi)放式、不依靠于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。廣泛適用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化和樓宇、交通、電力等其他領(lǐng)域自動(dòng)化。 （2）  profibus由三個(gè)兼容部分組成，即profibus-dp（decentralized periphery）、profibus-pa（process  automation）、profibus-fms（fieldbus message specification）。 （3）  profibus-dp：是一種高速低本錢(qián)通訊，用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式i/o的通訊。使用profibus-dp可取代辦24vdc或4-20ma信號(hào)傳輸。 （4）  profibus-pa：專(zhuān)為過(guò)程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，可使傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)在一根總線上，并有本征安全規(guī)范。 （5）  profibus-fms：用于車(chē)間級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)令牌結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)。 （7）  profibus是一種用于工廠自動(dòng)化車(chē)間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通訊與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到車(chē)間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。 2.2  prfibus基本特性 優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品： 定貨號(hào) 注釋  電源模板    6es7307-1ba00-0aa0 電源模塊(2a)  6es7307-1ea00-0aa0  電源模塊(5a)  6es7307-1ka01-0aa0 電源模塊(10a)  cpu    6es7312-1ae13-0ab0  cpu312，32k內(nèi)存  6es7312-5be03-0ab0 cpu312c，32k內(nèi)存 10di/6do  6es7313-5bf03-0ab0 cpu313c，64k內(nèi)存 24di/16do / 4ai/2ao  6es7313-6bf03-0ab0  cpu313c-2ptp，64k內(nèi)存 16di/16do  6es7313-6cf03-0ab0 cpu313c-2dp，64k內(nèi)存 16di/16do  6es7314-1ag13-0ab0 cpu314，96k內(nèi)存  6es7314-6bg03-0ab0 cpu314c-2ptp 96k內(nèi)存  24di/16do / 4ai/2ao  6es7314-6cg03-0ab0 cpu314c-2dp 96k內(nèi)存 24di/16do / 4ai/2ao  6es7315-2ag10-0ab0 cpu315-2dp， 128k內(nèi)存  6es7315-2eh13-0ab0 cpu315-2 pn/dp，  256k內(nèi)存  6es7317-2aj10-0ab0 cpu317-2dp，512k內(nèi)存  6es7317-2ek13-0ab0 cpu317-2  pn/dp，1mb內(nèi)存  6es7318-3el00-0ab0 cpu319-3 pn/dp，1.4m內(nèi)存  內(nèi)存卡    6es7  953-8lf20-0aa0 simatic micro內(nèi)存卡 64kbyte(mmc)  6es7 953-8lg11-0aa0 simatic  micro內(nèi)存卡128kbyte(mmc)  6es7 953-8lj20-0aa0 simatic micro內(nèi)存卡512kbyte(mmc)  6es7 953-8ll20-0aa0 simatic micro內(nèi)存卡2mbyte(mmc)  6es7 953-8lm20-0aa0  simatic micro內(nèi)存卡4mbyte(mmc)  6es7 953-8lp20-0aa0 simatic micro內(nèi)存卡8mbyte(mmc)  開(kāi)關(guān)量模板    6es7 321-1bh02-0aa0 開(kāi)入模塊（16點(diǎn)，24vdc）  6es7 321-1bh10-0aa0