對(duì)PROFIBUS-PA儀表設(shè)備在應(yīng)用中的要點(diǎn)進(jìn)行分析與研究

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)因?yàn)槠湎到y(tǒng)開(kāi)放性和應(yīng)用的優(yōu)越性在實(shí)踐已經(jīng)越來(lái)越廣泛的得到了應(yīng)用，并且總線(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)用特性和技術(shù)解釋已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了描述，以下就在應(yīng)用中的所涉及的幾個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行分析和討論。

一。主從設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)格式

通過(guò)數(shù)據(jù)交換，PLC能讀取設(shè)備發(fā)送回來(lái)的報(bào)文并寫(xiě)數(shù)據(jù)給設(shè)備，如果數(shù)據(jù)包含了模擬量測(cè)量值，設(shè)備通常發(fā)送5個(gè)字節(jié)給PLC。

在此要注意，不是所有的PLC都支持IEEE754數(shù)據(jù)格式。

PLC能通過(guò)讀取設(shè)備的狀態(tài)位來(lái)判斷設(shè)備的自身狀態(tài)信息，設(shè)備狀態(tài)位數(shù)值代表不同的含義，這對(duì)設(shè)備維護(hù)和檢測(cè)提供了有效的的手段。

總線(xiàn)儀表在與上位機(jī)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，節(jié)省了A/D和D/A轉(zhuǎn)換中間環(huán)節(jié)，提高了數(shù)據(jù)的精度和傳輸速度，同時(shí)減少了中間設(shè)備及電纜的消耗，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

二?？偩€(xiàn)電流消耗計(jì)算：

分段耦合器的最大工作電流和其所屬現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備的電流消耗量決定了一個(gè)耦合器能帶動(dòng)儀表設(shè)備的數(shù)量，因此，必須要對(duì)每個(gè)耦合器下的所有設(shè)備進(jìn)行電流消耗計(jì)算，一般定義為：

在非危險(xiǎn)區(qū)，允許每個(gè)段支持32個(gè)設(shè)備

在危險(xiǎn)區(qū)，允許每個(gè)段支持10個(gè)設(shè)備

計(jì)算公式為：耦合器支持電流≥設(shè)備基礎(chǔ)工作電流+設(shè)備最大故障電流

每一種儀表設(shè)備的基礎(chǔ)工作電流和其故障電流使不同的，因此使用時(shí)要查閱相關(guān)的設(shè)備規(guī)格數(shù)據(jù)表。

由于電纜的阻值，因此會(huì)在每個(gè)分段中產(chǎn)生壓降，這樣要計(jì)算最遠(yuǎn)的設(shè)備工作電壓的大小，一般不低于9伏，計(jì)算公式為：

最遠(yuǎn)設(shè)備電壓=段耦合器輸出電壓 ─ 段電流損耗＊電纜長(zhǎng)度

在PROFIBUS-PA儀表設(shè)備應(yīng)用前，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)文件和技術(shù)文件，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)總線(xiàn)電流功耗進(jìn)行綜合計(jì)算，才能確保儀表設(shè)備在通電調(diào)試后能完成與主設(shè)備正常的通訊。

三.GSD文件：

設(shè)備數(shù)據(jù)文件（GSD文件）包含了總線(xiàn)設(shè)備的各項(xiàng)工作參數(shù)和設(shè)備位圖文件，每一種設(shè)備都有自己特定的特性描述，通常獲得設(shè)備GSD文件有兩種方式：通過(guò)internet訪(fǎng)問(wèn)設(shè)備網(wǎng)站進(jìn)行文件下載;另一種是直接使用提供的含有GSD文件的磁盤(pán)。在獲得GSD文件的同時(shí)，應(yīng)詳細(xì)的了解整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)配置和性能，主從設(shè)備之間的協(xié)議規(guī)約和硬件支持特性等，這樣才能使整個(gè)系統(tǒng)有效地協(xié)調(diào)運(yùn)行。以下是GSD文件的部分描述內(nèi)容：

通訊速率定義：

9.6_supp = 1

19.2_supp = 1

93.75_supp = 1

187.5_supp = 1

500_supp = 1

1.5M_supp = 1

3M_supp = 1

6M_supp = 1

12M_supp = 1

文件應(yīng)用模塊定義：

Module = “centork regulater” 0x3f，0x35

EndModule;

Module = “centork t/n visu” 0x3f，0x35

EndModule;

Module = “centork t/n” 0x39

EndModule

設(shè)備文件還包括其它內(nèi)容：硬件支持，通訊字節(jié)數(shù)量，響應(yīng)時(shí)間等等。

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，某些儀表設(shè)備在完成系統(tǒng)組態(tài)后，主從設(shè)備出現(xiàn)通訊問(wèn)題，經(jīng)檢查設(shè)備的GSD文件，發(fā)現(xiàn)文件內(nèi)容描述與實(shí)際組態(tài)不匹配或者有差異，調(diào)整主設(shè)備的適配參數(shù)或者修改并構(gòu)造新的設(shè)備文件后系統(tǒng)工作正常。

四.PROFIBUS-PA儀表設(shè)備的配置和工作原理：

以下內(nèi)容就PROFIBUS-PA儀表設(shè)備的塊模型，設(shè)備管理，物理塊，變送塊，功能塊進(jìn)行簡(jiǎn)單描述：

（1）PROFIBUS-PA儀表設(shè)備的塊模型：

圖1-1是一個(gè)傳感器的簡(jiǎn)單的塊模型，它包含了四種塊，設(shè)備管理塊，物理塊，變送塊和功能塊。傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)變送塊轉(zhuǎn)變?yōu)闇y(cè)量值，并傳遞給功能塊，功能塊的作用是將測(cè)量值進(jìn)一步的量化和輸出限定，并最終作為PLC輸入值。［page］

圖1-2，信號(hào)的處理對(duì)控制閥門(mén)來(lái)說(shuō)是與傳感器信號(hào)處理相反的過(guò)程，PLC的輸出值作為控制閥門(mén)的輸入設(shè)定值，經(jīng)過(guò)功能塊的輸出范圍整定，閥門(mén)設(shè)定值傳送到變送塊，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理并輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)到設(shè)定的位置。

（2） PROFIBUS-PA儀表設(shè)備的設(shè)備管理：

設(shè)備管理包含的內(nèi)容有：設(shè)備中有哪些塊，塊的索引地址，每一種塊包含多少分項(xiàng)。

（3） PROFIBUS-PA儀表設(shè)備的物理塊：

物理塊包含了設(shè)備特性，即設(shè)備參數(shù)和功能，比如：硬件版本，軟件版本，出廠(chǎng)編號(hào)，設(shè)備序列號(hào)，就地控制使能，故障狀態(tài)位診斷等。

（4） PROFIBUS-PA儀表設(shè)備的變送塊：

變送塊是傳感器（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）和功能塊之間的獨(dú)立單元，它處理傳感器（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）信號(hào)，并通過(guò)接口輸出值到功能塊。

（5） PROFIBUS-PA儀表設(shè)備的功能塊：

功能塊包含了基本的控制塊，應(yīng)用程序把周期循環(huán)數(shù)據(jù)以一定的格式或者規(guī)律處理，功能塊主要有三種塊：模擬輸入塊，累加塊，離散量輸入塊。

五。自控儀表系統(tǒng)接地：

用電儀表的外殼，儀表盤(pán)，控制柜，箱和電纜槽，保護(hù)管，支架，底座等正常部帶電的金屬部分，由于絕緣破壞而有可能帶危險(xiǎn)電壓，均應(yīng)做保護(hù)接地。對(duì)于供電電壓不高于36V的就地儀表或者開(kāi)關(guān)，當(dāng)無(wú)特殊要求時(shí)，可不做保護(hù)接地。儀表的保護(hù)接地應(yīng)接到電氣工程低壓電氣設(shè)備的保護(hù)接地網(wǎng)上，注意不應(yīng)串聯(lián)接地;儀表控制系統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)做工作接地，工作接地包括信號(hào)回路接地和屏蔽接地。在做接地時(shí)，應(yīng)注意接地阻值符合技術(shù)要求。在一些地方雷擊比較多時(shí)，應(yīng)考慮防雷接地。有效的接地系統(tǒng)可承受過(guò)載電流，并迅速將其導(dǎo)入大地。消除電子噪聲干擾，為整個(gè)控制系統(tǒng)提供公共信號(hào)參考點(diǎn)。接地在實(shí)際應(yīng)用中容易被忽視，但卻是很重要的一項(xiàng)工作，很多在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)成功的工作，在現(xiàn)場(chǎng)卻總會(huì)遇到各種問(wèn)題，比如：安裝位置的磁場(chǎng)效應(yīng)，周?chē)鷦?dòng)力設(shè)備的電磁干擾，電源污染等，因此有效地接地系統(tǒng)提供的保護(hù)有兩方面;人員保護(hù)和設(shè)備保護(hù)。