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PROFIBUS设立 全新行业标杆

作者:陈海东2004.08.01阅读 2400

  不单在工厂自动化中独占鳌头,在过程自动化中亦是出类拔萃

不单在工厂自动化中独占鳌头,在过程自动化中亦是出类拔萃

  过程工业中的PROFIBUS 应用是PROFIBUS 成功历程中的一页。目前,全球PROFIBUS 设备节点)安装已达1,000 万台以上,使其成为当今世界现场总线系统的领先者。在过程工业中,大约共计130 万个节点实施了带有PROFIBUS 接口的过程应用系统,并且成为极具发展潜力的领域。
  用户受益是获得成功的基础
  市场的领先地位并非无缘无故就能获得的。用户的需求促进了自动化技术的发展,因为他们降低生产过程的成本,同时保持灵活性和透明度以及始终如一的产品质量。
  因为绝大多数生产企业都将分散的应用与实际的工业生产过程结合在一起,所以CONTROL ENGINEERING China版权所有,过程自动化工业使用的现场总线系统将不仅仅要面对主要工艺装置的问题,还必须考虑在下游装置和上游装置中如何与设备连接的可能性。
  PROFIBUS在过程工业中拥有一些让用户受益的成功实例。过程工业的种类特别繁多,包括化工、石化、饮料食品、制药、水处理、糖厂、铸造厂和果酱厂等行业。这种多元化对于需要拥有通用现场总线的自动化领域构成了严峻的挑战。由于这些工厂通常需要长期大量的投资和大规模的
生产,而且在很多情况下需要在恶劣的环境下进行,从而使这种挑战显得更为困难,因此有必要考虑增强其安全性。
  由于具有模块化的设计和多样化的功能,PROFIBUS是唯一适用于综合工厂各个部门的现场总线。这种通用性与现代技术、富有灵感的创新和能力超群的生产商结合在一起,便使PROFIBUS成为工业通讯中无可置疑的市场领先者。
  现场总线和PROFIBUS
  自从15年前问世开始,现场总线就迅速成为自动化工厂各种部件和各个部门之间实现通讯的重要技术。这种对更高效率、相同的产品质量和直接整合工厂生产规划系统的持续需求只能通过各个工序在朝着增值链方向发展过程中的紧密联系才能予以解决。而且,这正是现场总线成为最新通讯技术的关键所在。
  过去几年来,因为行业相关的具体需求和生产厂商的个体优势控制工程网版权所有,从而产生了大量的现场总线系统,每一种都各具特色。尽管存在诸多差异,但这些特色都可以在IEC 61158和IEC 61784-1中得以浓缩体现。然而,因为从一开始就将生产自动化和过程自动化工业中的所有部门以及从来料加工到质量控制的所有应用考虑在内,所以CONTROL ENGINEERING China版权所有,PROFIBUS占据了极为引人注目和非常特殊的位置,并使其成为可用于执行所有自动化任务的“通用”总线。因此,在采用PROFIBUS之后,生产自动化和过程自动化之间就不存在明显的区别(图1)。
生产自动化系统和过程自动化系统之间因为采用PROFIBUS而统一
图1:生产自动化系统和过程自动化系统之间因为采用PROFIBUS而统一

  PROFIBUS因为采用模块化的设计而占有独特的位置,可以将统一的通讯技术和相关“应用行规”以及适当的物理传输介质整合在一起,成为一体化的解决方案(图2)。
PROFIBUS 的模块化设计
图2:PROFIBUS 的模块化设计

  一切集成到一条总线上
  PROFIBUS的通用性(一致性)证明其最适合应用于“混合式”工厂内,最具代表性的就是过程工业。除了生产本身的批量或连续工序(主要生产流程)以外,包括分散的上游领域,如:供应、原材料仓储或配给系统,以及生产末端的下游领域,如:称重系统或包装机等。总体而言,这些分散的应用通常占有数量优势。此外,还有必要考虑需要本征安全的危险区域以及与安全相关的应用。使用的设备种类包括从简单的开关或通用的4~20mA设备到复杂的过程设备CONTROL ENGINEERING China版权所有,从驱动器到变频器的安全设备,诸如指示灯阵列或扫描仪等。
  “混合型工业”的各个市场领域只须使用一种现场总线:PROFIBUS。
  PROFIBUS DP是一种通用的高速骨干网络,传输速率可达12Mbit/s,可以将主生产线上从上游到下游的所有设备连接在一起。本征安全的现场设备可以整合到各个部分www.cechina.cn,并且分别完成工艺工程的特殊要求,以便在总线上实现本征安全的电源供应和热插拔功能。这种匹配的物理传输介质和PA设备应用行规就是指PROFIBUS PA(过程自动化),可以确保过程设备具有相同的性能特点。传输速率采用固定的31.5Kbit/s的耦合器可适用于向总线上的设备提供电源以及与PROFIBUS DP的链接。这种耦合器能够处理PROFIBUS DP到本征安全的“MBP”(曼彻斯特编码控制工程网版权所有,总线供电)接口的物理转换。由于在PROFIBUS PA上采用同一通讯协议,所以CONTROL ENGINEERING China版权所有,可以从PROFIBUS DP无缝过渡到PROFIBUS PA,而不存在系统中断或其它现场总线系统所需的协议转换。
  与安全相关的任务也可以通过使用PROFIsafe应用行规的PROFIBUS总线上执行。PROFIBUS的通用性和相关设备组的应用行规名称如图3所示。




















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