现场总线技术介绍和现场总线系统应用研究

　　Profibus现场总线

　　PROFIBUS是过程现场总线(ProcessFieldBus)的缩写。它是IEC61158和IEC61784所规定的现场总线标准，PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS。

　　PROFIBUS-DP是一种高速低成本通讯系统，主要应用于自动化系统中单元级和现场级通讯。它按照ISO/OSI参考模型定义了物理层、数据链路层和用户接口，传输技术采用RS-485双绞线电缆和光缆，波特率从9.6kbps到12Mbps；支持单主或多主系统令牌传输方式，总线上最大站点数为126个。采用双绞线则最大通讯距离为1200m(通信速率为93.75kpbs)，若采用中继器可延长至10km。采用光纤则距离可延长至几十公里且可达到12Mbps的通讯速率。

　　PROFIBUS-PA专为过程自动化设计，可使变送器与执行器连接在一根总线上，并提供本质安全和总线供电特性。PROFIBUS-PA采用扩展的PROFIBUS-DP协议，另外还有现场设备描述的PA行规。通讯介质采用双绞线，传输率为31.25kbps，距离可达1900m。每段最多32个站点。

　　PROFIBUS-FMS定义了主站与主站之间的通讯，根据ISO/OSI参考模型定义了物理层、链路层和应用层，其中应用层包含了现场总线报文规范FMS(FieldMessageSpecification)和低层接口LLI(LowerLayerInterface),最高通信速率为12Mbps(通信距离不超过100m)。

　　FF现场总线

　　FF现场总线系统由低速H1总线和高速以太网H2组成。其传输介质为双绞线。H1总线主要用于生产现场，速率为31.25kbps，两线制信号传输并同时向现场设备供电，具备本质安全特征。H2总线主要面向过程控制级、远程I/O和高速工厂自动化的应用，采用100Mbps高速以太网协议。

　　通过上面的介绍可以对Profibus和FF总线相比较，FF较适合连续量控制（取代4~20mA模拟量），而Profibus较适合离散量控制。Profibus和FF总线在国内外电厂均有成功的应用。

　　3某电厂机组主厂房外水系统现场总线选取

　　主厂房外水系统的工艺特点

　　◇重要性

　　各辅助系统（车间）的运行状况关系到整个电厂的正常运行。某套系统一旦出现问题，必须及时处理，积极联络，合理调整，否则将影响全厂机组的安全经济运行。

　　◇分散性

　　化学补给水处理系统、凝结水精处理系统、机组汽水取样/化学加药系统、净水处理系统、废水处理系统、循环水加氯控制系统、生活污水处理系统等采用独立系统（车间），遍布于全厂，相互之间距离较远。

　　◇非连续性

　　各辅助系统大都是间歇式运行，即在一定的要求后才进行操作，满足一定的条件后，系统停止运行，等待下一次运行。只有凝结水精处理系统系统需要随机组长期连续运行。

　　◇开关量控制为主

　　开关量控制占辅助系统控制的绝大部分，大量的阀门、电磁阀、电动机等要受联锁条件的逻辑控制，主要以设备的状态、阀门的开关、电机的启停、压力流量和料液位的限值等条件进行控制。模拟量控制集中体现在各加药控制环节上。

　　◇运行环境条件

　　各辅助系统（车间）运行环境较复杂，部分车间往往粉尘较大、环境温度及湿度变化范围较大、部分车间有防腐蚀要求、部分车间有防爆要求。

　　根据主厂外水系统的控制特点，结合各现场总线标准的特点及应用领域，在某电厂机组主厂房外水系统选用Profibus-DP和FF现场总线两种总线解决方案进行控制。