現(xiàn)場(chǎng)總線培訓(xùn)手冊(cè)(終版)

目錄TOC\o"5-5"\t"標(biāo)題7,7"第一章現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) 31.現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)簡(jiǎn)介 32.現(xiàn)場(chǎng)總線在火電廠的應(yīng)用發(fā)展 33.現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn) 44.幾種有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) 5第二章Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線基礎(chǔ) 71.引言 72.Profibus技術(shù)概述 73.profibus傳輸和通信 84.PA設(shè)備 205.系統(tǒng)行規(guī) 226.設(shè)備管理 25第三章現(xiàn)場(chǎng)總線的工程實(shí)施 301.現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備 302.線纜 323.接地與屏蔽 354.FCS網(wǎng)段設(shè)計(jì) 385.就地通訊箱 396.現(xiàn)場(chǎng)分段實(shí)施實(shí)例分析 41第四章PB卡使用說明 441.PB卡概述 442.PROFIBUS系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 443.IP地址的配置 494.PB卡管理軟件使用說明 515.PB卡串口調(diào)試 576.控制器eio文件配置 587.PB卡模塊組態(tài) 608.PB卡的調(diào)試 679.PB卡程序更新 7310.組態(tài)時(shí)常見問題 75第五章總線診斷工具的使用 761.ProfiTrace監(jiān)控軟件的安裝 762.ProfiTrace的功能及使用 81第六章現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備管理系統(tǒng) 851.背景知識(shí) 852.系統(tǒng)介紹 873.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 904.系統(tǒng)特點(diǎn) 925.主要功能 926.系統(tǒng)安裝 947.快速入門 99第七章現(xiàn)場(chǎng)總線智能監(jiān)控與診斷系統(tǒng) 1061.VeScon-SDS系統(tǒng)介紹 1062.系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1063.硬件設(shè)計(jì)理念 1074.系統(tǒng)主要功能 1085.結(jié)語 111第八章現(xiàn)場(chǎng)總線在肇慶電廠的應(yīng)用 1121.現(xiàn)場(chǎng)總線的設(shè)計(jì)原則及方案 1122.現(xiàn)場(chǎng)總線的實(shí)際應(yīng)用范圍 1133.現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的廠家、產(chǎn)品介紹 1144.現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備調(diào)試及應(yīng)用介紹 1185.應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線的探討 1186.結(jié)語 119附件全廠總線網(wǎng)段劃分第一章現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)1.現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)簡(jiǎn)介隨著控制、計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，信息交換溝通的領(lǐng)域正在迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到控制、管理的各個(gè)層次，覆蓋從工段、車間、工廠、企業(yè)乃至世界各地的市場(chǎng)。信息技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，逐步形成以網(wǎng)絡(luò)集成自動(dòng)化系統(tǒng)為基礎(chǔ)的企業(yè)信息系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線(Fieldbus)就是順應(yīng)這一形勢(shì)發(fā)展起來的新技術(shù)。它使集中式自動(dòng)化系統(tǒng)向分散式自動(dòng)化系統(tǒng)轉(zhuǎn)移?，F(xiàn)場(chǎng)總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、雙向、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線。采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的過程工業(yè)信號(hào)通訊，可以從根本上實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程工業(yè)的信息數(shù)字化，即從所有信息的源頭（如各種變送器和執(zhí)行器）開始，信號(hào)就以數(shù)字化方式展現(xiàn)出來。從而為實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)字化、信息化工業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在為過程工業(yè)帶來信息“全程”數(shù)字化的同時(shí)，還能夠提供更加精確的信息傳輸，更長(zhǎng)距離的準(zhǔn)確傳送，以及更加精巧的設(shè)備/系統(tǒng)構(gòu)成，將由分散控制系統(tǒng)等技術(shù)帶來的計(jì)算機(jī)化工業(yè)推向真正的信息化工業(yè)。現(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)，標(biāo)志著工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域又一個(gè)新時(shí)代的開始，并將對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。2.現(xiàn)場(chǎng)總線在火電廠的應(yīng)用發(fā)展21世紀(jì)進(jìn)入信息化時(shí)代。隨著我國(guó)電力體制改革的深化，電力行業(yè)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的逐步形成，發(fā)電企業(yè)必將加速進(jìn)入信息化時(shí)代。電力市場(chǎng)有秩競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈，追求投資效益最大化已成為投資主體的內(nèi)在動(dòng)力?；痣姀S信息化包含2層含義，一是火電廠生產(chǎn)過程監(jiān)控和企業(yè)管理需要的所有必要信息均應(yīng)無重復(fù)地得以采集和通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)共享，信息的采集、處理和反饋應(yīng)最大限度自動(dòng)化，減少繁重的人工信息采集、處理和反饋的工作量；二是采集和存儲(chǔ)的海量信息必須經(jīng)過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，使信息濃縮和智能化，成為有用的知識(shí)。但火電廠最基礎(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)的信息化進(jìn)程卻步履艱難、進(jìn)展緩慢，大量的設(shè)備、元件乃至系統(tǒng)信息不能自動(dòng)地、有效地上傳到監(jiān)控、管理層，導(dǎo)致所提到的監(jiān)控和管理軟件不能有效地應(yīng)用?；旧弦揽恳粚?duì)一的模擬量信號(hào)或開關(guān)量信號(hào)傳遞，采用傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備，采集的信息很少，僅能滿足低水平監(jiān)控要求，一個(gè)電廠成千臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備(包括被控閥門、電氣開關(guān)等)，滿足其故障預(yù)測(cè)、診斷和狀態(tài)檢修及遠(yuǎn)程調(diào)校和維護(hù)等要求所必要的信息不是無法提供出來，就是無法采集到系統(tǒng)里去，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，每臺(tái)300Mw機(jī)組此類信息量將達(dá)到14000點(diǎn)(幾乎是原先DCS的I／O點(diǎn)的2倍)，用人工采集或模擬技術(shù)采集是完全不可行的。因此，要提高火電廠信息化水平，必須把數(shù)字化擴(kuò)展到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)，實(shí)現(xiàn)火電廠3級(jí)控制和管理系統(tǒng)全面數(shù)字化，即建設(shè)數(shù)字化電廠。目前在自動(dòng)化界，最為熱點(diǎn)的技術(shù)當(dāng)屬現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，其根本點(diǎn)是將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制系統(tǒng)之間的信號(hào)傳輸由模擬傳輸體系改變?yōu)閿?shù)字網(wǎng)絡(luò)通信體系。而這個(gè)在信號(hào)傳輸體制方面的變化，造成了控制系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)方面發(fā)生了一些根本性的改變，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn)，正好解決了這些問題。在DCS系統(tǒng)形成的過程中，由于受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)早期存在的系統(tǒng)封閉這一缺陷的影響，各廠家的產(chǎn)品自成系統(tǒng)，不同廠家的設(shè)備不能互連在一起，難以實(shí)現(xiàn)互換與互操作，組成更大范圍信息共享的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在很多困難。新型的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)則突破了DCS系統(tǒng)中通信由專用網(wǎng)絡(luò)的封閉系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)所造成的缺陷，把基于封閉、專用的解決方案變成了基于公開化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，即可以把來自不同廠商而遵守同一協(xié)議規(guī)范的自動(dòng)化設(shè)備，通過現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)連接成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的各種功能。在發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)上，2002年全球首臺(tái)套全部采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的德國(guó)尼德豪森電廠百萬千瓦機(jī)組的正式投產(chǎn)，以及隨后國(guó)內(nèi)華能集團(tuán)的金陵、九臺(tái)等項(xiàng)目的百萬級(jí)和60萬級(jí)機(jī)組全面采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，均取得了成功應(yīng)用。證明現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電站建設(shè)中是可用和適用的。3.現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)3.1現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。傳統(tǒng)模擬控制系統(tǒng)采用一對(duì)一的設(shè)備連線，按控制回路分別進(jìn)行連接。位于現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量變送器與位于控制室的控制器之間，控制器與位于現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行器、開關(guān)、馬達(dá)之間均為一對(duì)一的物理連接?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)由于采用了智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，能夠把原先DCS系統(tǒng)中處于控制室的控制模塊、各輸入輸出模塊置入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，加上現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有通信能力，現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量變送儀表可以與閥門等執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接傳送信號(hào)，因而控制系統(tǒng)功能能夠不依賴控制室的計(jì)算機(jī)或控制儀表，直接在現(xiàn)場(chǎng)完成，實(shí)現(xiàn)了徹底的分散控制。3.2現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)1、系統(tǒng)的開放性開放是指對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致性、公開性，強(qiáng)調(diào)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的共識(shí)與遵從。一個(gè)開放系統(tǒng)，是指它可以與世界上任何地方遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其他設(shè)備或系統(tǒng)連接。通信協(xié)議一致公開，各不同廠家的設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)信息交換。現(xiàn)場(chǎng)總線開發(fā)者就是要致力于建立統(tǒng)一的工廠底層網(wǎng)絡(luò)的開放系統(tǒng)。用戶可按自己的需要和考慮，把來自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品組成大小隨意的系統(tǒng)。通過現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)筑自動(dòng)化領(lǐng)域的開放互連系統(tǒng)。2、互可操作性與互用性互可操作性，是指實(shí)現(xiàn)互連設(shè)備間、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通；而互用則意味著不同生產(chǎn)廠家的性能類似的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)相互替換。3、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性它將傳感測(cè)量、補(bǔ)償計(jì)算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中完成，僅靠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備即可完成自動(dòng)控制的基本功能，并可隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。4、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性現(xiàn)場(chǎng)總線已構(gòu)成一種新的全分散性控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。從根本上改變了現(xiàn)有DCS集中與分散相結(jié)合的集散控制系統(tǒng)體系，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。5、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性工作在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)前端，作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場(chǎng)總線，是專為現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境而設(shè)計(jì)的，可支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線等，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能采用兩線制實(shí)現(xiàn)供電與通信，并可滿足本質(zhì)安全防爆要求等。3.3現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)由于現(xiàn)場(chǎng)總線的以上特點(diǎn)，特別是現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，使控制系統(tǒng)從設(shè)計(jì)、安裝、投運(yùn)到正常生產(chǎn)運(yùn)行及其檢修維護(hù)，都體現(xiàn)出優(yōu)越性。1、節(jié)省硬件數(shù)量與投資由于現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中分散在現(xiàn)場(chǎng)的智能設(shè)備能直接執(zhí)行多種傳感控制報(bào)警和計(jì)算功能，因而可減少變送器的數(shù)量，不再需要單獨(dú)的調(diào)節(jié)器、計(jì)算單元等，也不再需要DCS系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換、隔離等功能單元及其復(fù)雜接線，還可以用工控PC機(jī)作為操作站，從而節(jié)省了一大筆硬件投資，并可減少控制室的占地面積。2、節(jié)省安裝費(fèi)用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的接線十分簡(jiǎn)單，一對(duì)雙絞線或一條電纜上通常可掛接多個(gè)設(shè)備，因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少，連線設(shè)計(jì)與接頭校對(duì)的工作量也大大減少。當(dāng)需要增加現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備時(shí)，無需增設(shè)新的電纜，可就近連接在原有的電纜上，既節(jié)省了投資，也減少了設(shè)計(jì)、安裝的工作量。據(jù)有關(guān)典型試驗(yàn)工程的測(cè)算資料表明，可節(jié)約安裝費(fèi)用60％以上。3、節(jié)省維護(hù)開銷由于現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備具有自診斷與簡(jiǎn)單故障處理的能力，并通過數(shù)字通訊將相關(guān)的診斷維護(hù)信息送往控制室，用戶可以查詢所有設(shè)備的運(yùn)行，診斷維護(hù)信息，以便早期分析故障原因并快速排除，縮短了維護(hù)停工時(shí)間，同時(shí)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，連線簡(jiǎn)單而減少了維護(hù)工作量。4、用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)用戶可以自由選擇不同廠商所提供的設(shè)備來集成系統(tǒng)。避免因選擇了某一品牌的產(chǎn)品而被“框死”了使用設(shè)備的選擇范圍，不會(huì)為系統(tǒng)集成中不兼容的協(xié)議、接口而一籌莫展。使系統(tǒng)集成過程中的主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在用戶手中。5、提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性由于現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的智能化、數(shù)字化，與模擬信號(hào)相比，它從根本上提高了測(cè)量與控制的精確度，減少了傳送誤差。同時(shí)，由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，設(shè)備與連線減少，現(xiàn)場(chǎng)儀表內(nèi)部功能加強(qiáng)，減少了信號(hào)的往返傳輸，提高了系統(tǒng)的工作可靠性。此外，由于它的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，功能模塊化，因而還具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于重構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。4.幾種有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)自80年代末以來，有幾種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已逐漸形成其影響并在一些特定的應(yīng)用領(lǐng)域顯示了自己的優(yōu)勢(shì)。它們具有各自的特點(diǎn)，也顯示了較強(qiáng)的生命力。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)發(fā)揮并將會(huì)繼續(xù)發(fā)揮較大作用。1、FF現(xiàn)場(chǎng)總線FF是現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)FieldbusFoundation的縮寫?，F(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)是國(guó)際公認(rèn)的、唯一不屬于某企業(yè)的、非商業(yè)化的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織。該組織的宗旨是制定單一的國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。1994年由ISP基金會(huì)和worldF工P(北美)兩大集團(tuán)合并成立阡基金會(huì)，其宗旨在于開發(fā)出符合IEC和IS0標(biāo)準(zhǔn)的、唯一的國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線(FundationFieldbus)。FF總線分低速現(xiàn)場(chǎng)總線(H1)和高速現(xiàn)場(chǎng)總線(HSE)兩種通訊速率。FFHl和FFHSE分別是IEC61158的標(biāo)準(zhǔn)子集l和5。目前，全世界已近300個(gè)用戶和制造商成為現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)成員。1997年5月建立了中國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線(FF)專業(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，F(xiàn)F現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用領(lǐng)域以過程自動(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)。2、LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線LonWorks是局部操作網(wǎng)Local0peratingNetwork的縮寫。即分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，希望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LoNwORKS應(yīng)用范圍廣泛，主要包括工業(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。3、CAN現(xiàn)場(chǎng)總線CAN是控制局域網(wǎng)絡(luò)Contr01AreaNetwork的縮寫，他是由德國(guó)Bosch公司推出、最早應(yīng)用于汽車內(nèi)部檢測(cè)與控制的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線已由IS0／TC22技術(shù)委員會(huì)批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IOS11898(通訊速率小于lMbps)和ISO11519(通訊速率小于125Kbps)。CANBUS主要產(chǎn)品應(yīng)用于汽車制造、公共交通車輛、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。4、HART現(xiàn)場(chǎng)總線HART是可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路Hi曲wayAddressableTransducer的縮寫。最早是由Rosemount公司開發(fā)，得到了80家儀表公司的支持，并于1993年成立了HART通訊基金會(huì)。HART協(xié)議參考了ISO／OSI參考模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。其主要特點(diǎn)是采用基于Bell202通訊標(biāo)準(zhǔn)的頻移鍵控FSK技術(shù)。在現(xiàn)有的4~20mA信號(hào)基礎(chǔ)上疊加FSK數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了混合信號(hào)的傳輸，是模擬通訊向數(shù)字通訊的過渡。以1200Hz的信號(hào)表示邏輯l，以2200Hz的信號(hào)表示邏輯0，通訊速率為1200bps，但臺(tái)設(shè)備的最大通訊距離為3KM，多臺(tái)設(shè)備互聯(lián)的最大通訊距離為1．5KM，通訊介質(zhì)為雙絞線，最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為15個(gè)。HART協(xié)議在現(xiàn)有的4~20mA信號(hào)基礎(chǔ)上疊加FSK數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了混合信號(hào)的傳輸，是模擬通訊向數(shù)字通訊的過渡。5、PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS是過程現(xiàn)場(chǎng)總線ProcessFieldBus的縮寫。它是在1989年被批準(zhǔn)為德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DINl9245，1996年3月15同被批準(zhǔn)為歐洲標(biāo)準(zhǔn)，即DIN50170一2。PROFIBUS由三個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUS—DP、PROFIBUS—PA和PROFIBUS—FMS。2002年成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158的子集10。2001年我國(guó)批準(zhǔn)為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB／T10308．3—2001。PROFIBUS產(chǎn)品在世界市場(chǎng)上己被普遍接受，市場(chǎng)份額占?xì)W洲首位。目前支持PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品超過1500多種，分別來自國(guó)際上250多個(gè)生產(chǎn)廠家。1985年組建了PROFIBUS國(guó)際支持中心；1989年12月建立了PROFIBUS用戶組織(PN0)。目前在世界各地相繼組建了20個(gè)地區(qū)性的用戶組織，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：汽車制造(機(jī)器人、裝配線、沖壓線等)、造紙、紡織。過程控制自動(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)等。目前能夠用于火電廠過程控制，而且技術(shù)和市場(chǎng)實(shí)力異常雄厚的現(xiàn)場(chǎng)總線有2種：1、基金會(huì)(FoundationFieldbus：FF)現(xiàn)場(chǎng)總線；2、PROFIBUS(ProcessFieldbus)現(xiàn)場(chǎng)總線。這兩類現(xiàn)場(chǎng)總線都有全球性的組織，并在我國(guó)建立了專委會(huì)：FF：國(guó)際性組織。由ISP(可互操作系統(tǒng)協(xié)議：InteroperableSystemProtoc01)組織與有120多個(gè)公司的WorldFIP工廠儀器協(xié)議：(FactoryInstrumentationProtoc01)組織在1994年9月合并成立。中國(guó)FF現(xiàn)場(chǎng)總線專委會(huì)于1997年4月成立。PROFIBUS：國(guó)際性組織。全球會(huì)員有1200多個(gè)。德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)，1996年成為歐洲標(biāo)準(zhǔn)(EN50170)，1999年進(jìn)入IEC6l158標(biāo)準(zhǔn)；2002年P(guān)ROFIBUS和PROFINET分別進(jìn)入新頒布的IEC61158和IEC61784國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中。中國(guó)PROFIBUS用戶協(xié)會(huì)(CP0)于1997年7月成立，并被中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)正式批準(zhǔn)發(fā)布的中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JB／T1030—2001)。第二章Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線基礎(chǔ)1.引言從一開始，自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域就經(jīng)歷了不斷的變化。不久以前，自動(dòng)化領(lǐng)域的這種變化僅僅局限于企業(yè)的生產(chǎn)區(qū)域。在生產(chǎn)過程中，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是一個(gè)重大的突破，它使集中自動(dòng)化系統(tǒng)向分散自動(dòng)化系統(tǒng)轉(zhuǎn)移。這就是十多年來PROFIBUS的主要目標(biāo)任務(wù)。在這十多年間，PROFIBUS在現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)領(lǐng)域成為國(guó)際市場(chǎng)上的領(lǐng)導(dǎo)者。盡管近幾年已經(jīng)取得了杰出的成績(jī)，但PROFIBUS仍然保持著毫不削減的熱情和動(dòng)力持續(xù)向前發(fā)展。在最初的幾年，發(fā)展的重點(diǎn)在于通信技術(shù)，而現(xiàn)在側(cè)重于系統(tǒng)集成和系統(tǒng)工程等方面，尤其是側(cè)重于應(yīng)用行規(guī)的研究開發(fā)。這些行規(guī)使PROFIBUS成為唯一能夠全面覆蓋工廠自動(dòng)化和過程自動(dòng)化應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)總線。此外，信息技術(shù)日益決定著當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展?，F(xiàn)代現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)已經(jīng)采用了信息技術(shù)的原則，更好地實(shí)現(xiàn)了與公司管理層的連續(xù)性,從根本上改變著工業(yè)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和工藝過程。在自動(dòng)化領(lǐng)域中的信息集成技術(shù)為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)之間全局?jǐn)?shù)據(jù)通信打開了一個(gè)全新的前景。使用開放的標(biāo)準(zhǔn)來取代專有的解決方案，從而保證了長(zhǎng)期的兼容性和可擴(kuò)展性，換言之，保護(hù)了現(xiàn)有的投資。這對(duì)于PROFIBUS用戶組織來說是十分重要的事。PROFIBUS技術(shù)的持續(xù)發(fā)展為它的成員展示了長(zhǎng)遠(yuǎn)的前景。2.Profibus技術(shù)概述PROFIBUS是一種具有廣泛應(yīng)用范圍的、開放的數(shù)字通信系統(tǒng)，特別適用于工廠自動(dòng)化和過程自動(dòng)化領(lǐng)域。PROFIBUS適合于快速、時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用和復(fù)雜的通信任務(wù)。PROFIBUS通信被納入在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158和IEC61784中。在“PROFIBUS用戶組織”的普遍可提供的導(dǎo)則中規(guī)定了應(yīng)用和工程方面的信息。這滿足用戶對(duì)于制造商無關(guān)性和開放性的要求，并確保在各個(gè)制造商的設(shè)備之間進(jìn)行通信。歷史PROFIBUS的歷史應(yīng)追溯到1987年在德國(guó)開始的由政府支持的聯(lián)合投資項(xiàng)目。在此投資的框架中，參加此項(xiàng)目的21個(gè)公司和研究院所通力合作擬定了一個(gè)戰(zhàn)略性的現(xiàn)場(chǎng)總線項(xiàng)目。其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)和建立一個(gè)比特串行現(xiàn)場(chǎng)總線，它的基本要求是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接口的標(biāo)準(zhǔn)化。為此目的，ZVEI(CentralAssociationfortheElectricalIndustry)的相關(guān)成員公司同意支持用于工廠自動(dòng)化和過程自動(dòng)化的共性技術(shù)研究。第一步是復(fù)雜通信協(xié)議PROFIBUSFMS(FieldbusMessageSpecification)的規(guī)范，它適合所需要的通信任務(wù)。第二步是在1993年完成用于更簡(jiǎn)單的組態(tài)和更快速的PROFIBUSDP協(xié)議(decentralizedperipherals)的規(guī)范。此協(xié)議現(xiàn)在有三種功能等級(jí)的版本可供使用：DP-V0,DP-V1和DP-V2。組織PROFIBUS的成功在相當(dāng)程度上歸功于它的技術(shù)先進(jìn)性，以及1989年建立的由制造商和用戶組成的非商業(yè)化的PROFIBUS用戶組織(PNO)的成功運(yùn)作。目前，在世界范圍內(nèi)有22個(gè)國(guó)家和地區(qū)建立了地區(qū)性的PROFIBUS用戶組織，其國(guó)際組織PROFIBUS國(guó)際(PI)于1995建立。PI在世界范圍內(nèi)有1,100多個(gè)會(huì)員。其目標(biāo)是繼續(xù)進(jìn)一步地發(fā)展PROFIBUS技術(shù)和提高全世界的接受程度。除上述工作外，PI還承擔(dān)一些其它任務(wù)，例如通過建議、信息和質(zhì)量保證的措施等對(duì)世界各國(guó)的成員（用戶和制造商）給予支持，以及參加國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作。PI成為世界上最大的現(xiàn)場(chǎng)總線用戶協(xié)會(huì)。這在相當(dāng)程度上象征著未來的機(jī)會(huì)和責(zé)任，機(jī)會(huì)是繼續(xù)創(chuàng)造和建立對(duì)用戶有用的領(lǐng)先技術(shù)，責(zé)任是用戶協(xié)會(huì)毫不松懈地把開放性和投資保護(hù)作為未來的目標(biāo)。這種承諾作為所有相關(guān)工作的指導(dǎo)原則。profibus技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PROFIBUS具有模塊化的設(shè)計(jì)，并提供通信技術(shù)、許多應(yīng)用和系統(tǒng)行規(guī)，以及設(shè)備管理工具等。這樣，PROFIBUS在相當(dāng)程度上覆蓋了工廠自動(dòng)化和過程自動(dòng)化領(lǐng)域不同的和特殊應(yīng)用的要求。從安裝PROFIBUS系統(tǒng)的數(shù)量看，證明了對(duì)此現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的高度認(rèn)可。PROFIBUS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的低層（通信）是基于上述的ISO/OSI模型（見圖2-1）。這里只給出了通信步驟的純抽象描述，并未提供詳細(xì)的內(nèi)容/實(shí)際的實(shí)現(xiàn)。圖3包含了OSI模型PROFIBUS中的實(shí)現(xiàn)(層1,2和7)，并較詳細(xì)地指出各層怎樣實(shí)現(xiàn)/規(guī)定。在第7層上面的應(yīng)用行規(guī)I和II中，安排了制造商與用戶之間基于特定設(shè)備應(yīng)用所約定的規(guī)范。如圖2-1所示，跨過若干層的模塊系統(tǒng)如下：用于設(shè)備描述和集成的功能和工具；標(biāo)準(zhǔn)范圍(接口，主站行規(guī)；總稱：系統(tǒng)行規(guī))，它主要服務(wù)于統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。圖2-1PROFIBUS的技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.profibus傳輸和通信傳輸技術(shù)在ISO/OSI參考模型中，第1層定義“物理的”數(shù)據(jù)傳輸方法（即電氣的和機(jī)械的）。這里包括編碼類型和所使用的傳輸標(biāo)準(zhǔn)(例如，RS485)。第1層也稱為物理層。PROFIBUS對(duì)第1層的傳輸技術(shù)提供多種不同的版本（見表2-2）。所有版本都基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并包含在IEC61158和IEC61784的PROFIBUS部分中。表2-2PROFIBUS的傳輸技術(shù)（物理層）MBPRS485光纖數(shù)據(jù)傳輸數(shù)字，比特同步曼徹斯特編碼數(shù)字，差分信號(hào)符合RS485，NRZ光，數(shù)字，NRZ傳輸速率31.25KBit/s9.612,000KBit/s9.612,000KBit/s數(shù)據(jù)安全性前同步碼，出錯(cuò)保護(hù)，起始/終止定界符HD4，奇偶校驗(yàn)比特，起始/終止定界符HD4，奇偶校驗(yàn)比特，起始/終止定界符電纜屏蔽，雙絞銅纜屏蔽，雙絞銅纜，電纜類型A多模玻璃光纖，單模玻璃光纖，PCF，塑料遠(yuǎn)程饋送通過信號(hào)線可用（可選的）通過附加線可用通過混合線可用保護(hù)類型本質(zhì)安全無無拓?fù)鋷ЫK端器的線型和樹型拓?fù)洌M合型帶終端器的線型拓?fù)涞湫偷男切秃铜h(huán)型拓?fù)?，也可以線型站的數(shù)量每段最多32個(gè)；每個(gè)網(wǎng)絡(luò)上最多126個(gè)不用中繼器時(shí)每段最多32個(gè)；用中繼器時(shí)最多126個(gè)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)上最多126個(gè)中繼器的數(shù)量最多4個(gè)中繼器最多9個(gè)有信號(hào)刷新的中繼器無限制，有信號(hào)刷新（信號(hào)的時(shí)間延遲）RS485傳輸技術(shù)RS485傳輸技術(shù)是一種簡(jiǎn)單的、低成本的傳輸技術(shù)，主要用于需要高傳輸速率的任務(wù)。它使用有一對(duì)導(dǎo)體的屏蔽雙絞銅質(zhì)電纜。RS485傳輸技術(shù)容易使用，安裝電纜無需專門知識(shí)。總線結(jié)構(gòu)允許隨時(shí)增加或拆除站或逐步投運(yùn)系統(tǒng)而不影響其它的站。后來的擴(kuò)展（在定義的限制內(nèi)）也不影響已經(jīng)投入運(yùn)行的站。RS485的特性可以在9.6Kbit/s到12Mbit/s之間選擇各種傳輸速率。投運(yùn)系統(tǒng)時(shí)，在總線上的所有站應(yīng)選擇相同的傳輸速度。最多可以連接32個(gè)站（每個(gè)總線段），可允許的最大總線長(zhǎng)度取決于傳輸速率。在表3中摘要了這些特性。RS485的安裝說明1、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渌性O(shè)備都連接在總線結(jié)構(gòu)（線）中，在一個(gè)總線段中最多可連接32個(gè)站（主站或從站）。每個(gè)總線段的開頭和結(jié)尾均有一個(gè)有源的總線終端器(圖2-3)。兩個(gè)總線終端器都有永久的供電電源，以確保無出錯(cuò)運(yùn)行?？偩€終端器通常在設(shè)備或連接器中切換。如果在實(shí)現(xiàn)中大于32個(gè)站或需要擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，則必須使用中繼器（repeater）來連接各個(gè)總線段。電纜接線總線終端器圖2-3RS485傳輸技術(shù)的布線和總線終端器2、電纜和連接器對(duì)于不同的應(yīng)用，在市場(chǎng)上有不同類型的電纜（類型A-D)可供使用，既可用于設(shè)備與設(shè)備之間的連接，也可用于設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)元件(如，段耦合器，鏈接器和中繼器)之間的連接。當(dāng)使用RS485傳輸技術(shù)時(shí)，PI推薦使用電纜類型A（見表2-4中的數(shù)據(jù)）。表2-4電纜類型A的傳輸速率和范圍傳輸速率（Kbit/s）每個(gè)總線段的范圍（m）9.6;19.2;45.45;93.751200187.5100050040015002003000;6000;12000100這些值適用于具有以下特性的A型電纜：阻抗135~165電容≤30pf/m回路電阻≤110/km線徑0.64mm導(dǎo)線截面積0.34mm2許多制造商可以提供“PROFIBUS”電纜，PI特別推薦一種快速連接系統(tǒng)，當(dāng)使用適當(dāng)?shù)碾娎|和特殊的剝線工具時(shí)它可以使布線快速、可靠且非常簡(jiǎn)單。在連接站時(shí)要始終確保數(shù)據(jù)線不顛倒。為了確保系統(tǒng)對(duì)電磁輻射的高抗干擾性能，總是使用屏蔽數(shù)據(jù)線(類型A是屏蔽的)。屏蔽物應(yīng)接地，在兩端的地應(yīng)使用盡可能大面積的屏蔽壓板，以保證地對(duì)大地的良好導(dǎo)電性。此外，始終要確保數(shù)據(jù)線與所有電力電纜分開敷設(shè)，并盡可能保持一定的距離。傳輸速率≥1.5Mbit/s時(shí)，決不要使用短接線。市場(chǎng)上可供應(yīng)的連接器支持引入數(shù)據(jù)線和導(dǎo)出數(shù)據(jù)線在連接器中直接連接，這樣就避免了使用短接線，并可以在任何時(shí)刻在總線上連接和斷開總線連接器，且不會(huì)中斷數(shù)據(jù)通信。適用于RS485傳輸技術(shù)的連接器類型取決于保護(hù)等級(jí)。9針D型連接器主要用于保護(hù)等級(jí)為IP20的區(qū)域。在PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的與傳輸技術(shù)有關(guān)的問題，常?？赡苁怯捎诓徽_的布線和安裝而引起的。這些問題通常使用總線測(cè)試設(shè)備來解決，在投運(yùn)前它能檢查出許多典型的布線和安裝錯(cuò)誤。符合MBP的傳輸MBP作為傳輸技術(shù)它具有下列屬性：1、“Manchester編碼(M)”，2、“總線供電(BP)”。此術(shù)語代替以前用于本質(zhì)安全傳輸?shù)墓残g(shù)語“符合IEC61158-2的物理層”、“1158-2”等。這樣改變的理由是，在確定的IEC61158版本中，IEC61158-2（物理層）描述了若干種不同的連接技術(shù)，也包含MBP技術(shù)，因此以前的描述是不明確的。MBP是使用固定傳輸速率31.25Kbit/s和Manchester編碼的同步傳輸技術(shù)。此傳輸技術(shù)通常用于過程自動(dòng)化領(lǐng)域，因?yàn)樗鼭M足化學(xué)工業(yè)和石化工業(yè)的特殊要求，即使用雙線技術(shù)的本質(zhì)安全和總線供電。表2-4中概述了這種技術(shù)的特點(diǎn)。這就是說PROFIBUS也可以用于有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域，是本質(zhì)安全品質(zhì)的。MBP的安裝說明1、連接技術(shù)本質(zhì)安全傳輸技術(shù)MBP通常被限定于工廠的一個(gè)特定的總線段(現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在危險(xiǎn)區(qū)域)，然后通過段耦合器或鏈接器（見圖2-5）把此總線段鏈接到RS485總線段(控制系統(tǒng)和工程設(shè)備在控制室內(nèi))。圖2-5段耦合器是一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換器，它把RS485信號(hào)調(diào)制成MBP信號(hào)電平，反之亦然。從總線協(xié)議的觀點(diǎn)看這些是透明的。相反，鏈接器有它自己內(nèi)在的智能，它把與MBP總線段連接的所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備映象為RS485總線段中的單個(gè)從站。當(dāng)使用鏈接器時(shí)，對(duì)RS485總線段中使用的傳輸速率沒有限制，所以使用MBP連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備也可以實(shí)現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)。2、MBP的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫褂肕BP傳輸技術(shù)的PROFIBUS支持樹型或線型（或二者的組合）結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。在總線型結(jié)構(gòu)中，使用T型連接器將站連接到主干電纜。樹型拓?fù)渑c傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)安裝方法是可以比較的，多芯主電纜由雙線總線主電纜代替，仍然保留現(xiàn)場(chǎng)分配器連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和檢測(cè)總線終端器阻抗的功能。當(dāng)使用樹型拓?fù)鋾r(shí)，連接到現(xiàn)場(chǎng)總線段的所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都并行地布線在現(xiàn)場(chǎng)分配器中。在所有情況下，計(jì)算總線總長(zhǎng)度時(shí)都必須把最大允許的短接線長(zhǎng)度考慮進(jìn)去。在本質(zhì)安全的應(yīng)用中，短接線的最大允許長(zhǎng)度為30m。3、傳輸介質(zhì)使用屏蔽雙線電纜作為傳輸介質(zhì)。在總線主干電纜的兩端都有一個(gè)無源的總線終端器，它由一個(gè)串接R=100和C=2μF的RC元件組成?？偩€終端器已經(jīng)被集成在段耦合器或鏈接器中。當(dāng)使用MBP技術(shù)時(shí)，不正確連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（例如，極性顛倒）不會(huì)影響總線的功能，因?yàn)檫@些設(shè)備通常具有極性自動(dòng)檢查功能。4、站數(shù)，總線長(zhǎng)度可以連接到一個(gè)總線段上的站數(shù)限制為32。然而，實(shí)際可連接的站數(shù)還要根據(jù)所選擇的保護(hù)類型和總線供電能力（如果需要話）來確定。在本質(zhì)安全網(wǎng)絡(luò)中，最大反饋電壓和最大反饋電流被規(guī)定在嚴(yán)格的限度內(nèi)。即使對(duì)非本質(zhì)安全網(wǎng)絡(luò)，供電裝置的輸出也是有限制的。作為確定最大總線長(zhǎng)度的首選原則，要充分計(jì)算所連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的功率需求、指定供電裝置以及所選電纜類型的總線長(zhǎng)度。所需電流（功率需求）包括連接在各個(gè)總線段中現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的基本電流之和以及為每個(gè)總線段預(yù)留的9mA，此預(yù)留的電流是用于FDE(FaultDisconnectionEquipment)的運(yùn)行電流。FDE預(yù)防有故障的設(shè)備永遠(yuǎn)地中斷總線。允許總線供電的設(shè)備與外部供電的設(shè)備聯(lián)合運(yùn)行。必須注意，外部供電的設(shè)備也要通過總線終端器消耗基本電流。因此，在計(jì)算最大有效供電電流時(shí)，必須把外部供電的設(shè)備要消耗的基本電流考慮進(jìn)去。在需要防爆的區(qū)域，使用FISCO模型使PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、安裝和擴(kuò)展相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單(見3.1.4)。光纖傳輸技術(shù)有些現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用環(huán)境對(duì)耦合電線的傳輸技術(shù)有限制，像有很高電磁干擾的環(huán)境或需要覆蓋特別大的網(wǎng)絡(luò)距離的應(yīng)用。通過光纖導(dǎo)體的光纖傳輸技術(shù)是適用于這些情況的。為此目的，用于光纖傳輸?shù)腜ROFIBUS導(dǎo)則(2.022)詳細(xì)說明了此可用的技術(shù)。在制定這些規(guī)范時(shí)，自然要特別小心地考慮到，在光纖網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)允許無問題地集成現(xiàn)有的PROFIBUS設(shè)備，而不需要改變PROFIBUS(第1層)協(xié)議特性。這就確保與現(xiàn)有的PROFIBUS安裝的向下兼容性。在表2-6中指出了所支持的光纖類型。傳輸特性不僅支持星型和環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也支持線型結(jié)構(gòu)。最簡(jiǎn)單的案例是使用光/電轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)，光/電轉(zhuǎn)換器通過RS485接口連接設(shè)備和光纖。這樣，在一個(gè)工廠內(nèi)就允許根據(jù)環(huán)境在RS485傳輸和光纖傳輸之間轉(zhuǎn)換。表2-6光纖的特性光纖類型核心直徑[μm]范圍多模玻璃光纖62.5/1252-3km單模玻璃光纖9/125>15km塑料光纖980/1000<80mHCS光纖200/230大約500mFISCO模型在需要防爆的區(qū)域，使用FISCO模型（FieldbusIntrinsicallySafeConcept）使PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、安裝和擴(kuò)展相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單。此模型是由德國(guó)PTB(PhysikalischTechnischeBundesanstalt.德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院)開發(fā)的，現(xiàn)在它得到國(guó)際上的承認(rèn)，作為在防爆區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)總線運(yùn)行的基本模型。此模型以本質(zhì)安全的網(wǎng)絡(luò)規(guī)范為基礎(chǔ)，當(dāng)相關(guān)的四個(gè)總線組件（現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，電纜，段耦合器和總線終端器）的電壓、電流、輸出、電感和電容符合預(yù)先確定的界限時(shí)，則無需對(duì)它們分別進(jìn)行本質(zhì)安全計(jì)算?？梢酝ㄟ^權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)對(duì)有關(guān)組件提供相應(yīng)的驗(yàn)證，這些權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)如PTB(德國(guó))或UL(美國(guó))和其它有關(guān)機(jī)構(gòu)。如果使用符合FISCO模型的合格設(shè)備，則不僅在一條線上可以運(yùn)行更多的設(shè)備，而且可以在運(yùn)行期間用其它制造商的設(shè)備來替換總線上的設(shè)備，或者可以擴(kuò)展總線范圍。所有這些都無需耗時(shí)的計(jì)算或系統(tǒng)驗(yàn)證。所以可以簡(jiǎn)單地即插即用，甚至在危險(xiǎn)區(qū)域也可以如此！不過，在選擇電源、總線長(zhǎng)度和總線終端器時(shí)必須保證遵守前面敘述的規(guī)則(見“MBP的安裝說明”)。應(yīng)用FISCO的邊界條件每段只允許一個(gè)供電電源。所有站必須符合FISCO模型并經(jīng)驗(yàn)證合格。電纜長(zhǎng)度不得超過1000m(防爆類型ia)/1900m(防爆類型ib)電纜必須滿足以下值：R′=15...150Ω/kmL′=0.4...1mH/kmC′=80...200nF/km供電裝置和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的所有組合必須確保，在故障情況下，任何現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可允許的輸入變量（Ui，Ii和Pi）必須超過相關(guān)供電裝置的最大可能和認(rèn)可的輸出變量（Uo，Io，Po；在美國(guó)為：Vmax，Imax，Pmax）FISCO給用戶帶來的好處支持即插即用，甚至在危險(xiǎn)區(qū)域也可以無需系統(tǒng)驗(yàn)證設(shè)備更換或系統(tǒng)擴(kuò)展無需耗時(shí)的計(jì)算連接的設(shè)備個(gè)數(shù)最大化符合MBP和FISCO模型的傳輸基于以下原理：·當(dāng)一個(gè)站發(fā)送信息時(shí)，對(duì)總線不供電。·每個(gè)總線段只有一個(gè)供電電源?！ぴ诜€(wěn)定狀態(tài)下每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備消耗至少10mA的恒定基本電流?！がF(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的作用如同一個(gè)無源的電流吸收器。·在主干線的兩端各有一個(gè)無源的總線終端器?！ぶС挚偩€型、樹型和星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)??！び每偩€供電，對(duì)每個(gè)設(shè)備至少有10mA的基本電流提供給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。通信信號(hào)由發(fā)送設(shè)備對(duì)基本電流調(diào)制±9mA的方法來產(chǎn)生。通信協(xié)議DP通信協(xié)議DP設(shè)計(jì)用于在現(xiàn)場(chǎng)層的快速數(shù)據(jù)交換。這是中央可編程的控制器（如，PLC、PC或過程控制系統(tǒng)）通過快速串行連接與分散的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（如，I/O、驅(qū)動(dòng)器、閥門、變送器或分析裝置）進(jìn)行通信。與分散的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間主要是循環(huán)的數(shù)據(jù)交換。對(duì)于循環(huán)數(shù)據(jù)交換所需要的通信功能通過DP基本功能(版本DP-V0)來規(guī)定。依據(jù)各種應(yīng)用領(lǐng)域的特殊需求，這些DP基本功能已經(jīng)用特殊功能逐步地進(jìn)行了擴(kuò)展，所以現(xiàn)在有三種版本：DP-V0,DP-V1和DP-V2可供使用，而每一種版本都有它自己專用的關(guān)鍵特性(見圖8)。版本的這種區(qū)分，主要反映了由于不斷增長(zhǎng)的應(yīng)用需求所完成的規(guī)范工作的時(shí)間順序。版本V0和V1包含“特性”(用于實(shí)現(xiàn)的綁定)和選項(xiàng)，而V2僅規(guī)定了選項(xiàng)。三種版本DP-V0為基本功能，循環(huán)式數(shù)據(jù)交換，通訊間隙時(shí)DP-V1可進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。的關(guān)鍵內(nèi)容如下：DP-V0為基本功能，循環(huán)式數(shù)據(jù)交換，通訊間隙時(shí)DP-V1可進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。1、DP-V0提供DP基本功能，包括循環(huán)的數(shù)據(jù)交換，以及站診斷、模塊診斷和特定通道的診斷。2、DP-V1包含依據(jù)過程自動(dòng)化的需求而增加的功能，特別是用于參數(shù)賦值、操作、智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的可視化和報(bào)警處理等（類似于循環(huán)的用戶數(shù)據(jù)通信）的非循環(huán)的數(shù)據(jù)通信。這樣就允許用工程工具在線訪問站。此外，DP-V1有三種附加的報(bào)警類型：狀態(tài)報(bào)警，刷新報(bào)警和制造商專用的報(bào)警。3、DP-V2包括主要根據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的需求而增加的其它功能。由于增加的功能，如同步從站模式（isochronousslavemode）和從站對(duì)從站通信(DXB，DataeXchangeBroadcast)等，DP-V2也可以被實(shí)現(xiàn)為驅(qū)動(dòng)總線,用于控制驅(qū)動(dòng)軸的快速運(yùn)動(dòng)時(shí)序。DP的各種版本在IEC61158中都有詳細(xì)的說明。圖2-7解釋這些版本主要特征。圖2-7PROFIBUSDP各版本的主要功能3.2.1基本功能DP-V01、中央控制器（主站）2、循環(huán)地從從站讀輸入信息3、循環(huán)地向從站寫輸出信息總線循環(huán)時(shí)間應(yīng)該比中央自動(dòng)化系統(tǒng)的程序循環(huán)時(shí)間短，對(duì)于許多應(yīng)用而言程序循環(huán)時(shí)間大約為10ms。然而，對(duì)于一個(gè)總線系統(tǒng)的成功實(shí)現(xiàn)，僅僅有快速的數(shù)據(jù)吞吐量是不夠的。處理簡(jiǎn)單、良好的診斷能力以及抗干擾的傳輸技術(shù)等也是關(guān)鍵因素。DP為這些特性提供了最優(yōu)的組合（見表6）。DP-V0是PROFIBUS-DP的最基本的版本，它只能完成主站和從站之間的循環(huán)數(shù)據(jù)交換，不能適應(yīng)過程控制系統(tǒng)中的報(bào)警處理和參數(shù)設(shè)置等功能的要求。1)傳輸速度在傳輸速度為12Mbit/s的情況下，通過分散的32個(gè)站傳輸512比特的輸入數(shù)據(jù)和512比特的輸出數(shù)據(jù)，DP只需要大約1ms的時(shí)間。圖2-9指出典型的DP傳輸時(shí)間與站數(shù)和傳輸速度之間的關(guān)系。使用DP時(shí)，在單個(gè)報(bào)文循環(huán)中發(fā)送輸入和輸出數(shù)據(jù)。使用DP時(shí)，用第2層的SRD服務(wù)(SendandReceiveDataService)發(fā)送用戶數(shù)據(jù)。2)診斷功能DP的綜合診斷功能能夠快速確定故障的位置。診斷信息在總線上傳輸并由主站收集。診斷報(bào)文分三級(jí)：設(shè)備專用的診斷為站服務(wù)的常規(guī)準(zhǔn)備信息，如“過熱”，“電壓過低”或“接口不清楚”等。與模塊有關(guān)的診斷這些信息指出在一個(gè)站的特定的I/O子區(qū)域（如，8位輸出模塊等）中出現(xiàn)的故障。與通道有關(guān)的診斷這些報(bào)文指出與個(gè)別輸入/輸出位（通道）有關(guān)故障情況，如輸出位“短路”等。3)系統(tǒng)配置和設(shè)備類型DP允許構(gòu)成單主站或多主站的系統(tǒng)，這為系統(tǒng)配置提供了高度的靈活性。在同一條總線上最多可連接126個(gè)設(shè)備（主站或從站）。系統(tǒng)配置規(guī)范定義以下內(nèi)容：·站點(diǎn)數(shù)·站地址對(duì)I/O地址的分配·I/O數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)一致性·診斷報(bào)文的格式·所使用的總線參數(shù)等。表2-8DP-V0的概述總線存取◆主站之間的令牌傳送程序和主站與從站之間的數(shù)據(jù)傳送◆單主站或多主站系統(tǒng)，可選◆在一條總線上，最多可接126個(gè)主站和從站設(shè)備通信◆點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(用戶數(shù)據(jù)通信)或群播(控制命令)◆循環(huán)的主站-從站用戶數(shù)據(jù)通信運(yùn)行狀態(tài)◆運(yùn)行循環(huán)地傳輸輸入和輸出數(shù)據(jù)◆清除讀輸入，輸出保持在故障安全狀態(tài)◆停止診斷和參數(shù)分配，無用戶數(shù)據(jù)傳輸同步◆控制命令能使輸入和輸出同步◆Syncmode同步輸出◆Freezemode同步輸入功能◆DP主站與多個(gè)從站之間的循環(huán)用戶數(shù)據(jù)傳輸◆動(dòng)態(tài)的激活/解除激活各個(gè)從站；檢查從站組態(tài)◆強(qiáng)有力的診斷功能，3級(jí)診斷報(bào)文◆輸入和/或輸出的同步◆通過總線對(duì)從站分配地址，可選的◆每個(gè)從站的輸入/輸出數(shù)據(jù)最多244字節(jié)保護(hù)功能◆報(bào)文傳輸?shù)暮Ｃ骶嚯x兩個(gè)碼字的對(duì)應(yīng)比特取值不同的比特?cái)?shù)稱為這兩個(gè)碼字的海明距離。用于編碼的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。/view/951442.htm：兩個(gè)碼字的對(duì)應(yīng)比特取值不同的比特?cái)?shù)稱為這兩個(gè)碼字的海明距離。用于編碼的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。/view/951442.htm◆DP從站的監(jiān)視器控制檢測(cè)指定的主站故障◆對(duì)從站的輸入和輸出的存取保護(hù)◆用主站中可調(diào)節(jié)的監(jiān)視定時(shí)器來監(jiān)視用戶數(shù)據(jù)通信設(shè)備類型◆1類DP主站(DPM1)，中央可編程序的控制器，如PLC，PC——DPU◆2類DP主站(DPM2)，如工程或診斷工具——profitrace◆DP從站，如二進(jìn)制的或模擬的輸入/輸出設(shè)備，驅(qū)動(dòng)器，閥門等4)設(shè)備類型每個(gè)DP系統(tǒng)由不同類型的設(shè)備組成，這些設(shè)備分為三類：·1類DP主站（DPM1）DPM1是中央控制器，它在確定的報(bào)文循環(huán)內(nèi)與分散的從站循環(huán)地交換信息。典型的DPM1設(shè)備，如可編程邏輯控制器（PLC）或PC等。DPM1有主動(dòng)的總線存取權(quán)，它可以在固定的時(shí)間讀現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的測(cè)量數(shù)據(jù)（輸入）和寫執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)定值（輸出）。這種連續(xù)不斷的重復(fù)循環(huán)是自動(dòng)化功能的基礎(chǔ)?！?類DP主站（DPM2）這類設(shè)備是工程設(shè)計(jì)、組態(tài)或操作設(shè)備。它們?cè)谙到y(tǒng)投運(yùn)期間執(zhí)行，主要用于系統(tǒng)維護(hù)和診斷，組態(tài)所連接的設(shè)備、評(píng)估測(cè)量值和參數(shù)，以及請(qǐng)求設(shè)備狀態(tài)等。DPM2不必永久地連接在總線系統(tǒng)中。DPM2也有主動(dòng)的總線存取權(quán)。·從站從站是外圍設(shè)備，如I/O設(shè)備、驅(qū)動(dòng)器、HMI、閥門、變送器、分析裝置等。它們讀取過程信息和/或用輸出信息去干預(yù)過程。也有一些設(shè)備只處理輸入或輸出信息。從通信的角度看，從站是被動(dòng)設(shè)備，它們僅僅直接響應(yīng)請(qǐng)求。這種行為特性能被簡(jiǎn)單而低成本地實(shí)現(xiàn)（在DP-V0的情況下，它已經(jīng)完全包含在硬件中）。在單主站系統(tǒng)中，總線系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)只有一個(gè)主站在總線上活動(dòng)。圖2-10展示了一個(gè)單主站系統(tǒng)的配置。PLC是中央控制部件，從站通過傳輸介質(zhì)分散地與PLC連接。單主站系統(tǒng)配置可達(dá)到最短的總線循環(huán)時(shí)間。在多主站配置中，總線上可連接若干個(gè)主站。這些主站或者是由一個(gè)DPM1與它從屬的從站構(gòu)成的相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，或者是附加的組態(tài)和診斷設(shè)備。所有DP主站均可以讀取從站的輸入和輸出映象，但只有在組態(tài)時(shí)指定為DPM1的主站能向它所屬的從站寫輸出數(shù)據(jù)。5)系統(tǒng)特性為了保證相同類型設(shè)備之間的高等級(jí)的設(shè)備可互換性，已經(jīng)對(duì)DP的系統(tǒng)行為特性進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。系統(tǒng)行為主要取決于DPM1的運(yùn)行狀態(tài)。這可以由組態(tài)設(shè)備在本地或通過總線來控制。主要有以下三種狀態(tài)：·停止（stop）在此狀態(tài)下，DPM1與從站間沒有數(shù)據(jù)傳輸?！で宄?clear)在此狀態(tài)下，DPM1讀取從站的輸入信息，并將從站的輸出信息保持在故障安全狀態(tài)（“0”輸出）?！み\(yùn)行（operate）在此狀態(tài)下，DPM1處于數(shù)據(jù)傳輸階段。在循環(huán)數(shù)據(jù)通信時(shí)，DPM1從DP從站讀輸入信息，并向從站寫輸出信息。在一個(gè)可組態(tài)的時(shí)間間隔內(nèi)，DPM1使用群播命令向從屬于它的所有從站循環(huán)地發(fā)送它的狀態(tài)。在DPM1的數(shù)據(jù)傳輸階段，系統(tǒng)對(duì)某個(gè)出錯(cuò)（如，一個(gè)從站故障）的反應(yīng)由組態(tài)參數(shù)“auto_clear”來決定。如果此參數(shù)設(shè)置為“真”(true)，則一旦從站不再準(zhǔn)備傳輸用戶數(shù)據(jù)時(shí)，DPM1立即將所從屬的所有從站的輸出轉(zhuǎn)入故障安全狀態(tài)，然后DPM1轉(zhuǎn)變?yōu)榍宄隣顟B(tài)。如果此參數(shù)設(shè)置為“假”(false)，則即使在從站出現(xiàn)故障時(shí)DPM1仍停留在運(yùn)行狀態(tài)，并且用戶可以控制系統(tǒng)的反應(yīng)。圖2-9DP單主站系統(tǒng)的總線循環(huán)時(shí)間邊界條件：每個(gè)從站有2個(gè)字節(jié)輸入和輸出數(shù)據(jù)圖2-10PROFIBUSDP單主站系統(tǒng)DPM1與從站之間的循環(huán)數(shù)據(jù)通信DPM1與所屬從站間的數(shù)據(jù)通信由DPM1按已確定的循環(huán)順序自動(dòng)地進(jìn)行處理（見圖2-11）。在組態(tài)總線系統(tǒng)時(shí)，用戶確定分配給此DPM1的從站，還確定哪些從站納入/不納入循環(huán)的用戶數(shù)據(jù)通信。DPM1與所屬從站間的數(shù)據(jù)通信分為三個(gè)階段：參數(shù)化階段，組態(tài)階段和數(shù)據(jù)傳輸階段。在主站與一個(gè)DP從站進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸階段前，在參數(shù)化和組態(tài)階段，需檢查所組態(tài)的設(shè)備配置與實(shí)際設(shè)備的配置是否匹配。在此檢查過程中，設(shè)備類型、數(shù)據(jù)格式和長(zhǎng)度以及輸入輸出數(shù)量必須相符合。這些測(cè)試為用戶提供可靠的保護(hù)以免參數(shù)化出錯(cuò)。除了由DPM1自動(dòng)執(zhí)行的用戶數(shù)據(jù)傳輸外，新的參數(shù)化數(shù)據(jù)可以應(yīng)用戶的請(qǐng)求發(fā)送給DP從站。6)同步和凍結(jié)模式除了由DPM1自動(dòng)處理的與站相關(guān)的用戶數(shù)據(jù)傳輸外，主站還可以同時(shí)向一組從站或所有從站發(fā)送控制命令。這些控制命令通過群播命令發(fā)送并可使同步（sync）和凍結(jié)（freeze）模式用于實(shí)現(xiàn)從站的事件控制的同步。當(dāng)這些從站接收到從它們的主站發(fā)來的同步命令后，便開始進(jìn)入同步模式，所有被尋址的從站的輸出凍結(jié)在它們的當(dāng)前狀態(tài)。在隨后的用戶數(shù)據(jù)傳輸期間，輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在從站上，但它們的輸出狀態(tài)保持不變，直到接收到下一個(gè)同步命令時(shí)，所存儲(chǔ)的這些輸出數(shù)據(jù)才發(fā)送到輸出設(shè)備。用非同步（unsync）命令退出同步模式。類似地，凍結(jié)控制命令使被尋址的從站進(jìn)入凍結(jié)模式。在這種模式中，從站的輸入狀態(tài)被凍結(jié)在當(dāng)前值，直到主站發(fā)送下一個(gè)凍結(jié)命令時(shí)輸入數(shù)據(jù)才被更新。用非凍結(jié)（unfreeze）命令退出凍結(jié)模式。7)保護(hù)機(jī)制為了安全和可靠，有必要對(duì)DP提供有效的保護(hù)機(jī)制以防止參數(shù)化出錯(cuò)或傳輸設(shè)備出故障。為此，DP主站和DP從站具有定時(shí)監(jiān)視器方式的監(jiān)控機(jī)制。監(jiān)視時(shí)間間隔在組態(tài)時(shí)定義?！ぴ贒P主站DPM1用Data_Control_Timer來監(jiān)視從站的數(shù)據(jù)通信。對(duì)每個(gè)從站使用各自的定時(shí)監(jiān)視器。在監(jiān)視時(shí)間間隔內(nèi)，如果沒有執(zhí)行正確的用戶數(shù)據(jù)傳輸，則定時(shí)監(jiān)視器被解扣（trip）。一旦出現(xiàn)此情況，即通報(bào)給用戶。如果啟用自動(dòng)出錯(cuò)處理（Auto_Clear=True），則DPM1將退出運(yùn)行狀態(tài)，并將它所屬的所有從站的輸出切換到故障安全（fail_safe）狀態(tài)后轉(zhuǎn)變?yōu)榍宄Ｊ??！ぴ趶恼緩恼臼褂枚〞r(shí)監(jiān)視器（watchdog）檢查主站或傳輸?shù)墓收?。如果在監(jiān)視定時(shí)控制間隔內(nèi)未發(fā)生與主站的數(shù)據(jù)通信，則從站將自動(dòng)地將其輸出切換到故障安全狀態(tài)。此外，在多主站系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，對(duì)從站的輸出需要有存取保護(hù)。這就保證了只有指定的主站才有直接存取權(quán)。對(duì)所有其他主站來說，即使沒有存取權(quán)，也可以讀取從站提供的輸入映象。圖2-11DP中的循環(huán)用戶數(shù)據(jù)傳輸3.2.2版本DP-V11、非循環(huán)數(shù)據(jù)通信版本DP-V1的主要特性是用于非循環(huán)通信的擴(kuò)展功能。在運(yùn)行期間為了對(duì)總線上的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)化和校驗(yàn)（calibration）以及確認(rèn)的報(bào)警報(bào)文的傳輸，這些擴(kuò)展功能是必須的。執(zhí)行非循環(huán)的數(shù)據(jù)傳輸類似于循環(huán)的數(shù)據(jù)通信，但使用較低的優(yōu)先權(quán)。圖2-13展示了一些通信順序的示例。一類主站持有令牌并能夠按固定的順序向從站1、然后從站2等發(fā)送報(bào)文或從這些從站那里接收?qǐng)?bào)文，直到它完成了與當(dāng)前從站表中最后一個(gè)從站的通信（MS0通道）為止。然后，它把令牌傳送給二類主站。這時(shí)，二類主站可以使用已規(guī)劃的循環(huán)的剩余可用時(shí)間(“gap”)與任一從站建立非循環(huán)的連接(如圖2-13中的從站3)來交換記錄(MS2通道)。在當(dāng)前循環(huán)時(shí)間結(jié)束時(shí)，它將令牌返回給一類主站。記錄的非循環(huán)交換可以持續(xù)若干個(gè)掃描（scan）周期或它們的“間隙”（gaps），在結(jié)束時(shí)二類主站用間隙（gap）來清除連接。類似于二類主站，一類主站也可以執(zhí)行與從站的非循環(huán)數(shù)據(jù)交換(MS1通道)。在表2-11中指出其它可用的服務(wù)。表2-11非循環(huán)數(shù)據(jù)通信的服務(wù)DPM1與從站之間的非循環(huán)服務(wù)Read主站從從站讀數(shù)據(jù)塊Write主站向從站寫數(shù)據(jù)塊Alarm由從站向主站發(fā)送一個(gè)報(bào)警，主站應(yīng)明確地應(yīng)答接收。從站在接收了此應(yīng)答后才能發(fā)送新的報(bào)警報(bào)文，以此來防止任何報(bào)警被覆蓋。Alarm_Acknowledge主站向從站應(yīng)答一個(gè)報(bào)警的接收。Status由從站向主站發(fā)送一個(gè)狀態(tài)報(bào)文，無需應(yīng)答。在MS1連接上，數(shù)據(jù)傳輸是面向連接的。此連接由DPM1建立，并緊密地鏈接到用于循環(huán)數(shù)據(jù)通信的連接。它可以由已經(jīng)參數(shù)化和組態(tài)了各自從站的主站使用。DPM2與從站之間的非循環(huán)數(shù)據(jù)通信服務(wù)InitiateAbort為DPM2與從站之間的非循環(huán)數(shù)據(jù)通信建立和終止一個(gè)連接。Read主站從從站讀數(shù)據(jù)塊Write主站向從站寫數(shù)據(jù)塊Data_Transport主站可以非循環(huán)地向從站寫應(yīng)用專用的數(shù)據(jù)(按行規(guī)中規(guī)定的)；若需要，在相同的循環(huán)中可以從從站讀數(shù)據(jù)。在MS2連接上，數(shù)據(jù)傳輸是面向連接的。在開始非循環(huán)數(shù)據(jù)通信前，由DPM2用Initiate服務(wù)建立此連接。然后，此連接可用于Read,Write和Data_Transport服務(wù)。相應(yīng)地，由DPM2來終止此連接。一個(gè)從站可以同時(shí)保持若干個(gè)活動(dòng)的MS2連接。但是，連接的數(shù)量受各個(gè)從站中可供使用的資源的限制。2、擴(kuò)展的診斷作為另一個(gè)功能，已經(jīng)增強(qiáng)了DP-V1的設(shè)備專用診斷，并分為類別報(bào)警和狀態(tài)報(bào)文(見圖2-12)。圖2-12DP-V0和DP-V1中的診斷報(bào)文結(jié)構(gòu)圖2-13DP-V1中的循環(huán)和非循環(huán)通信4.PA設(shè)備現(xiàn)代的過程設(shè)備是內(nèi)在智能的，它們?cè)谧詣?dòng)化系統(tǒng)中可以執(zhí)行部分信息處理，甚至所有功能。PA設(shè)備行規(guī)定義不同類別過程設(shè)備的所有功能和參數(shù)，它們是典型的用于從過程傳感器信號(hào)直到在控制系統(tǒng)中與測(cè)量值狀態(tài)一起被讀出的預(yù)處理過程值的信號(hào)流。圖2-14指出了信息處理（信號(hào)鏈）的各種步驟以及形成過程的狀態(tài)。PA設(shè)備行規(guī)包含通用要求部分和設(shè)備數(shù)據(jù)單兩個(gè)文本，在通用要求部分包括所有設(shè)備類型的現(xiàn)行有效的技術(shù)規(guī)范，在設(shè)備數(shù)據(jù)單中包括一些特殊設(shè)備類別的已認(rèn)可的技術(shù)規(guī)范?，F(xiàn)在可提供PA設(shè)備行規(guī)版本3，它包含以下的設(shè)備數(shù)據(jù)單：·壓力和差壓·液位、溫度和流速·模擬和數(shù)字的輸入和輸出·閥門和執(zhí)行機(jī)構(gòu)·分析儀器圖2-14PA設(shè)備行規(guī)中的信號(hào)鏈圖2-15現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（具有多功能）的塊結(jié)構(gòu)1、塊模型在過程工程設(shè)計(jì)中，人們常常使用塊來描述某個(gè)控制點(diǎn)上的一個(gè)測(cè)量點(diǎn)或多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的特性和功能，并且通過這些類型的塊的組合來表達(dá)一個(gè)自動(dòng)化應(yīng)用。PA設(shè)備的技術(shù)規(guī)范使用這種功能塊模型來表示功能序列，如圖2-15所示。通常使用以下三種類型的塊：1）物理塊（PB）PB包含設(shè)備的特征數(shù)據(jù)，例如設(shè)備名稱，制造廠商，版本和系列號(hào)等，每一個(gè)設(shè)備中只能有一個(gè)物理塊。2）變送塊（TB）由傳感器傳送過來的無條件的（unconditioned）信號(hào)經(jīng)過處理后傳遞到功能塊中，變送塊包含處理所需要的所有數(shù)據(jù)，如果系統(tǒng)中不需要這樣的處理，那么可以取消TB。帶有兩個(gè)或更多傳感器的多功能設(shè)備具有相應(yīng)數(shù)量的TB。3）功能塊（FB）在傳送到控制系統(tǒng)之前對(duì)量測(cè)值進(jìn)行最終處理所需要的所有數(shù)據(jù)都被包含在FB中，或者另一方面，在設(shè)定過程前對(duì)設(shè)定進(jìn)行處理所需要的所有數(shù)據(jù)也包含在這一模塊中。以下一些功能塊可供使用：模擬輸入模塊（AI）4）AI將測(cè)量值從傳感器或者TB傳送到控制系統(tǒng)。模擬輸出模塊（AO）5）AO為設(shè)備提供由控制系統(tǒng)指定的值。數(shù)字輸入（DI）6）DI為控制系統(tǒng)提供來自設(shè)備的數(shù)字值。數(shù)字輸出（DO）7）DO為設(shè)備提供由控制系統(tǒng)指定的值。這些模塊是由制造廠商通過軟件在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)的，并從總體上體現(xiàn)了設(shè)備的功能。作為一個(gè)規(guī)則，在一個(gè)應(yīng)用中有若干個(gè)模塊共同工作，如圖2-15，顯示了一個(gè)多功能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的簡(jiǎn)化模塊結(jié)構(gòu)。2、配置相應(yīng)于信號(hào)鏈上所劃分的兩個(gè)子過程：第一個(gè)子過程“測(cè)量/執(zhí)行原理”（圖2-14的校準(zhǔn)，線性化，定標(biāo)換算）的功能在變送塊中；第二個(gè)子過程“預(yù)處理測(cè)量值/后處理設(shè)置”（圖2-14的篩選，限定值控制，故障安全行為，運(yùn)行模式選擇）的功能在功能塊中。3、PA設(shè)備行規(guī)中的技術(shù)規(guī)范在本文中只能概括地、有選擇性地給出部分技術(shù)規(guī)范。如果想得到更詳細(xì)的信息，請(qǐng)參看技術(shù)規(guī)范或相關(guān)文獻(xiàn)，例如“PROFIBUSPA”4、信號(hào)鏈的說明PA設(shè)備行規(guī)對(duì)于圖2-15中所描述的信號(hào)鏈的每一步的功能和參數(shù)都給出了詳細(xì)的定義。作為一個(gè)例子，表2-16提供了“校準(zhǔn)（calibration）”步驟的詳細(xì)情況，而圖2-17指出了“限值檢查（limit-valuecheck）”這一步驟。表2-16校準(zhǔn)功能的參數(shù)參數(shù)參數(shù)描述LEVEL_HI測(cè)量的裝料等級(jí)范圍LEVEL_LOCAL_POINT_HI傳感器測(cè)量范圍的區(qū)域，用它映象等級(jí)范圍CAL_POINT_LO圖2-17限值檢查功能的規(guī)范5、尋址參數(shù)經(jīng)由塊內(nèi)部的相關(guān)索引，使用這些塊的起始地址和參數(shù)來確定這些塊。作為一個(gè)規(guī)則，這些可以由設(shè)備制造商自由地選擇。為了存取這些參數(shù)（例如使用操作員工具），設(shè)備專用的塊結(jié)構(gòu)被存儲(chǔ)在設(shè)備字典中。6、批參數(shù)集為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的批處理，行規(guī)允許存儲(chǔ)若干個(gè)參數(shù)集，即使在投運(yùn)期間也可以。然后，在運(yùn)行時(shí)間內(nèi)當(dāng)前的批過程被切換到指定的參數(shù)集。7、模塊化設(shè)備在PROFIBUS中，區(qū)分緊湊型設(shè)備和模塊化設(shè)備，在本文中一個(gè)功能塊是一個(gè)“模塊”。為此目的，PA設(shè)備行規(guī)提供了功能塊的選擇。具有組態(tài)模塊的設(shè)備被描述為多變量設(shè)備。帶有若干個(gè)過程變量的設(shè)備過程設(shè)備日益增多地提供多個(gè)過程變量，例如通過若干傳感器或者以導(dǎo)出變量的方式（intheformofderivedvariables）。在行規(guī)的變送塊中通過區(qū)分主要值（PV）和次要值（SV）來考慮這一點(diǎn)。8、限值檢查傳送到設(shè)備的部分信息處理是限值檢查。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，PA設(shè)備提供了相應(yīng)的機(jī)制，在超過或低于警告/報(bào)警極限時(shí)，就會(huì)發(fā)出信號(hào)（如圖2-17）。9、值狀態(tài)值狀態(tài)信息項(xiàng)被附加到測(cè)量值上，這些信息說明了測(cè)量值的質(zhì)量。有三種質(zhì)量等級(jí)：不好（bad）、不確定(uncertain)以及好(good)，在指定給每個(gè)質(zhì)量等級(jí)的子狀態(tài)上還提供了附加的信息。10、故障安全特性PA設(shè)備行規(guī)還提供故障安全特性。如果在測(cè)量鏈中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，則將設(shè)備的輸出設(shè)置為用戶可定義的值。用戶可以在三種不同的故障安全特性類型中進(jìn)行選擇。5.系統(tǒng)行規(guī)自動(dòng)化技術(shù)中的行規(guī)為設(shè)備和系統(tǒng)定義特定的行為和特性，這樣這些設(shè)備和系統(tǒng)(同類型或同族)表現(xiàn)獨(dú)特的特性，并且與制造商無關(guān)，從而支持在一條總線上的設(shè)備可互操作性和可互換性。PROFIBUS的主站行規(guī)描述控制器的類別，每一個(gè)類別支持所有可能的主站功能的特定“子集”，例如·循環(huán)通信·非循環(huán)通信·診斷，報(bào)警處理·時(shí)鐘控制·從站對(duì)從站通信，同步模式·安全PROFIBUS的系統(tǒng)行規(guī)更進(jìn)一步地深入描述系統(tǒng)類別，包括主站功能、標(biāo)準(zhǔn)程序接口可能的功能(符合IEC61131-3的FB，安全等級(jí)和FDT)和集成選項(xiàng)(GSD,EDD和DTM)。圖2-18指出目前可以用于應(yīng)用行規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。圖2-18PROFIBUS的主站/系統(tǒng)行規(guī)在PROFIBUS系統(tǒng)中，主站和系統(tǒng)行規(guī)對(duì)應(yīng)用行規(guī)提供許多必要的副本（見圖2-19）。主站和系統(tǒng)行規(guī)描述可供現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備使用的特定的系統(tǒng)參數(shù)，為了簡(jiǎn)化它們已定義的特性，應(yīng)用行規(guī)需要特定的系統(tǒng)參數(shù)。使用這些行規(guī)，設(shè)備制造商可以把精力集中在現(xiàn)有的或特定的系統(tǒng)行規(guī)上，而系統(tǒng)制造商可以提供現(xiàn)有行規(guī)或特定設(shè)備應(yīng)用行規(guī)所需的平臺(tái)。在現(xiàn)場(chǎng)試用和測(cè)試的應(yīng)用基礎(chǔ)上，PROFIBUS已經(jīng)制定了多種系統(tǒng)行規(guī)（見圖2-18）。這些行規(guī)的制定可望納入近期的規(guī)范中，并跟蹤未來發(fā)展要求，用其它行規(guī)來擴(kuò)展。圖2-19系統(tǒng)和應(yīng)用行規(guī)（相關(guān)的）·應(yīng)用行規(guī)適應(yīng)系統(tǒng)平臺(tái)的性能·系統(tǒng)平臺(tái)隨著現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的要求產(chǎn)生1、標(biāo)準(zhǔn)功能塊(通信功能塊)為了實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于制造商的系統(tǒng)行規(guī)，除了已有的通信平臺(tái)、應(yīng)用程序員的接口（API，圖2-20）之外，還須規(guī)定使用標(biāo)準(zhǔn)的功能塊。雖然應(yīng)用程序員通常可以通過控制系統(tǒng)的過程映象來存取循環(huán)的通信數(shù)據(jù)（MS0通道），但在以前，沒有用于非循環(huán)數(shù)據(jù)的中性系統(tǒng)的程序接口。考慮到制造商和設(shè)備的范圍廣泛，需要制定這一方面的標(biāo)準(zhǔn)，使得不同的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以集成，而且在不同控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序中無需特殊的通信知識(shí)。為此目的，現(xiàn)在PNO已經(jīng)制定了它的導(dǎo)則“符合IEC61138-3的通信和代理服務(wù)器（Proxy）功能塊”。此導(dǎo)則以“組合標(biāo)準(zhǔn)”的方式來詳細(xì)說明這些功能塊，它們以廣泛應(yīng)用的IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)（編程語言）為基礎(chǔ)，同時(shí)還使用IEC61158定義的PROFIBUS通信服務(wù)。.此導(dǎo)則為1類主站、2類主站和從站以及若干輔助功能定義通信功能塊?？梢栽谟伤泄δ軌K一貫使用的緊湊標(biāo)識(shí)下尋址現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的技術(shù)功能。所有功能塊也具有用于使用符合IEC61158-6的編碼顯示出錯(cuò)的公共概念。相應(yīng)系統(tǒng)類別/行規(guī)的PLC制造商在PLC專用的“IEC庫”中提供這些標(biāo)準(zhǔn)的通信功能塊(“Comm-FB”)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備制造商可以用創(chuàng)建與所有控制系統(tǒng)一起使用的統(tǒng)一代理服務(wù)器功能塊來響應(yīng)。2、應(yīng)用程序員的接口（API）為了使應(yīng)用程序員盡可能方便地使用通信服務(wù)，可以使用標(biāo)準(zhǔn)編程語言庫中各種塊或功能調(diào)用。與FDT接口、PROFIBUS“Comm-FB”一道擴(kuò)展了應(yīng)用程序員的接口，如圖2-20所示。3、代理服務(wù)器功能塊（Proxyfunctionblocks）代理服務(wù)器功能塊表示一種技術(shù)設(shè)備功能，它在塊接口上提供所有必須的輸入和輸出參數(shù)。這些代理服務(wù)器功能塊通常由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備制造商一次性地創(chuàng)建，并可以在相關(guān)系統(tǒng)類別/行規(guī)的控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，無需特別的調(diào)整（見圖2-21）。圖2-20應(yīng)用編程員的接口，API圖2-21可移動(dòng)的功能塊6.設(shè)備管理現(xiàn)代的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供范圍廣泛的信息和執(zhí)行那些先前在PLC和控制系統(tǒng)中執(zhí)行的功能。為了執(zhí)行這些任務(wù)，用于這些設(shè)備的投運(yùn)、維護(hù)、工程設(shè)計(jì)和參數(shù)化的工具需要一個(gè)精確而完整的設(shè)備數(shù)據(jù)和功能的描述，例如應(yīng)用功能的類型、組態(tài)參數(shù)、值的范圍、測(cè)量單位缺省值、界限值、標(biāo)識(shí)等等。這些要求同樣適用于控制器/控制系統(tǒng)，為了保證與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)交換不出錯(cuò)，還必須知道（完整的）哪個(gè)設(shè)備專用的參數(shù)和數(shù)據(jù)格式。為確保設(shè)備管理的標(biāo)準(zhǔn)化，PROFIBUS已經(jīng)開發(fā)了多種用于這種設(shè)備描述類型的方法和工具(“集成技術(shù)”)。這些工具的性能范圍為完成特定的任務(wù)而優(yōu)化，并賦于術(shù)語可伸縮的設(shè)備集成（scaleabledeviceintegration）。因此，此工具的三個(gè)版本被放在一個(gè)規(guī)范中。由于歷史的原因，在工廠自動(dòng)化中偏愛使用GSD，但FDT的使用同樣在增加。在過程自動(dòng)化中，根據(jù)要求使用EDD和FDT（見圖2-22）。圖2-22PROFIBUS的集成工具設(shè)備描述方法：PROFIBUS設(shè)備的通信特性（communicationfeatures）在通信特性表(GSD)中用已定義的數(shù)據(jù)格式來描述。GSD非常適用于簡(jiǎn)單的應(yīng)用。它由設(shè)備制造商創(chuàng)建并包括在設(shè)備交付中。PROFIBUS設(shè)備的應(yīng)用特性(設(shè)備特性)使用通用電子設(shè)備描述語言(EDDL)來描述。用這種方法創(chuàng)建的文件(EDD)也由設(shè)備制造商提供?；贓DD的解釋程序非常適用于中等復(fù)雜的應(yīng)用。對(duì)于復(fù)雜的應(yīng)用（complexapplications），也有一種映象所有設(shè)備專用功能（包括用于參數(shù)化、診斷等的用戶接口）的解決方案，它作為設(shè)備類型管理程序(DTM)中的軟件組件（softwarecomponents）。相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化的FDT接口而言，DTM起著設(shè)備“驅(qū)動(dòng)器”的作用，它在工程工具或控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。6.1GSDGSD是可讀的ASCII文本文件，它包含用于通信的通用的和設(shè)備專用的規(guī)范。每一個(gè)登入項(xiàng)描述一個(gè)設(shè)備支持的特性。借助于關(guān)鍵字，組態(tài)工具從GSD讀取用于設(shè)備組態(tài)的設(shè)備標(biāo)識(shí)、可調(diào)整的參數(shù)、相應(yīng)的數(shù)據(jù)類型和所允許的界限值。有些關(guān)鍵字是強(qiáng)制性的，例如Vendor_Name，另一些關(guān)鍵字是可選的（optional），例如Sync_Mode_supported。GSD代替以前傳統(tǒng)的手冊(cè)，并在組態(tài)期間也支持對(duì)輸入錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)一致性的自動(dòng)檢查。1、GSD的結(jié)構(gòu)GSD分成三部分：1）通用規(guī)范（Generalspecifications）此部分包含有關(guān)制造商的信息，設(shè)備名稱，硬件和軟件版本，所支持的傳輸速率，用于監(jiān)控時(shí)間的可能的時(shí)間間隔，以及在總線連接器上信號(hào)分配等。2）主站規(guī)范（Masterspecifications）此部分包含所有與主站有關(guān)的參數(shù)，如最大可連接的從站個(gè)數(shù)或上載和下載選項(xiàng)。本部分的內(nèi)容不可用于從站設(shè)備。3）從站規(guī)范（Slavespecifications）此部分包含從站專用的信息，如I/O通道的個(gè)數(shù)和類型，診斷文本的規(guī)定，以及在模塊化設(shè)備中有關(guān)可用模塊的信息等。它也可以集成具有設(shè)備符號(hào)的位圖（bit-map）文件。所設(shè)計(jì)的GSD格式有最大的靈活性。它包括一些表，例如設(shè)備支持的傳輸速率，在模塊化設(shè)備中用于描述模塊的選項(xiàng)等。普通文本（Plaintext）也可以用做診斷報(bào)文。有兩種方法使用GSD：·緊湊型設(shè)備的GSD，在設(shè)備交付時(shí)已經(jīng)知道了它的模塊配置。此GSD可以完全由設(shè)備制造商創(chuàng)建?！つK化設(shè)備的GSD，在設(shè)備交付時(shí)它的模塊配置還未最后指定。在這種情況下，用戶必須依據(jù)實(shí)際的模塊配置使用組態(tài)工具來組態(tài)GSD。·通過讀GSD到組態(tài)工具(例如進(jìn)入PROFIBUS組態(tài)程序)，用戶可以獲得最適合使用的設(shè)備專用通信特性。2、用GSD驗(yàn)證設(shè)備設(shè)備制造商對(duì)它們?cè)O(shè)備的GSD的范圍和質(zhì)量負(fù)有責(zé)任。提交GSD行規(guī)(包括設(shè)備系列行規(guī)中的信息)或個(gè)別設(shè)備的GSD(設(shè)備專用的)是驗(yàn)證設(shè)備的基本要素?！NO支持為了支持設(shè)備制造商，PROFIBUS網(wǎng)站上有專用的GSD編輯/檢查程序可供下載，它便于用戶創(chuàng)建和檢查GSD文件。·GSD文件格式的規(guī)范在以下PROFIBUS導(dǎo)則GSD中描述。PROFIBUS通信功能的新的發(fā)展進(jìn)程由PNO不斷地集成在GSD中。這樣，用于DP-V1的關(guān)鍵字可以在GSD修訂本3中找到，用于DP-V2的關(guān)鍵字可以在GSD修訂本4中找到。3、制造商ID每個(gè)PROFIBUS從站和每個(gè)一類主站必須有一個(gè)ID號(hào)。有了ID號(hào)，主站就可以識(shí)別所連接的設(shè)備的類型而不增加更多的協(xié)議開銷。主站將所連接設(shè)備的ID號(hào)與用組態(tài)工具在組態(tài)數(shù)據(jù)中指定的ID號(hào)相比較，直到連接在總線上的站具有正確的設(shè)備類型和正確的站地址后，才開始傳輸用戶數(shù)據(jù)。這就很好地避免了組態(tài)出錯(cuò)。設(shè)備制造商為其生產(chǎn)的每個(gè)設(shè)備類型向PROFIBUS用戶組織（它負(fù)責(zé)ID號(hào)的管理工作）申請(qǐng)一個(gè)ID號(hào)。申請(qǐng)表可以從任何一個(gè)PROFIBUS地區(qū)組織那里獲得，或從PROFIBUS網(wǎng)站下載。4、行規(guī)ID對(duì)于用于過程自動(dòng)化和驅(qū)動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備已經(jīng)分別保留了專用的ID號(hào)（通用ID號(hào)），其范圍為：9700H.97FFH或3A00H-3AFFH。所有嚴(yán)格符合PROFIBUSPA設(shè)備行規(guī)版本3.0或更高版本，或PROFIdrive版本3的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都可以使用此專用范圍內(nèi)的ID號(hào)。這些行規(guī)ID號(hào)的規(guī)定進(jìn)一步增強(qiáng)了這些設(shè)備的可互換性。對(duì)于個(gè)別設(shè)備的ID號(hào)的選擇，取決于多個(gè)因素，例如在PA設(shè)備的情況下取決于設(shè)備類型和現(xiàn)有功能塊的個(gè)數(shù)。ID號(hào)9760H被保留用于提供若干個(gè)不同功能塊的PA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（多變量設(shè)備）。對(duì)于PA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備GSD文件的描述，一些特殊的傳統(tǒng)習(xí)慣也適用。這些傳統(tǒng)習(xí)慣在PA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的行規(guī)中詳細(xì)描述。6.2EDDGSD不能充分地描述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的有關(guān)應(yīng)用的參數(shù)和功能（例如，組態(tài)參數(shù)，值的范圍，測(cè)量的單位，缺省值等）。這就需要一個(gè)更強(qiáng)功能的描述語言，現(xiàn)已經(jīng)開發(fā)了通用的電子設(shè)備描述語言(EDDL)。首先，EDDL提供了描述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備功能的語言。這還包括一些支持機(jī)制：·在設(shè)備描述中集成現(xiàn)有的行規(guī)描述·允許引用現(xiàn)有的對(duì)象以便補(bǔ)充需要的描，·允許訪問標(biāo)準(zhǔn)的字典·允許對(duì)設(shè)備分配設(shè)備描述使用EDDL，設(shè)備制造商可以為它們的設(shè)備創(chuàng)建相關(guān)的EDD文件（像GSD文件那樣），提供設(shè)備信息給工程工具，然后給控制系統(tǒng)。1.EDD應(yīng)用EDD是一種有很多用途的信息資源，例如·工程設(shè)計(jì)·調(diào)試·運(yùn)行·資產(chǎn)管理·文檔和電子商務(wù)·EDD的優(yōu)點(diǎn)·EDD對(duì)設(shè)備用戶和設(shè)備制造商均提供有許多明顯的優(yōu)點(diǎn)。統(tǒng)一的使用工具和操作接口，對(duì)用戶的支持是：·減少培訓(xùn)費(fèi)用·可靠的操作·對(duì)所有應(yīng)用僅使用一種工具·輸入數(shù)據(jù)的確認(rèn)對(duì)于設(shè)備制造商來而言，開發(fā)一個(gè)EDD是非常容易且成本低的：·設(shè)備開發(fā)者無需專門的知識(shí)·可使用已有的EDD和文本庫·普遍適用于簡(jiǎn)單設(shè)備和復(fù)雜設(shè)備因?yàn)镋DD與操作系統(tǒng)無關(guān)，并容易擴(kuò)展，因此EDD還提供了對(duì)用戶和設(shè)備制造商投資的保護(hù)。2、新的發(fā)展進(jìn)程正像GSD那樣，EDDL也將繼續(xù)升級(jí)以便與先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展保持同步。當(dāng)前正在進(jìn)行的工作是用于動(dòng)態(tài)語義（dynamicsemantics）和硬件模塊化從站描述的獨(dú)有的規(guī)范。EDDL規(guī)范是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61804的完整的組成部分。它包含在PROFIBUS導(dǎo)則2.152中。6.3FDT/DTM概念現(xiàn)有的用于組態(tài)和參數(shù)化的描述語言有它們的局限性。例如，在以下情況下這種局限性是明顯的：具有診斷能力的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的復(fù)雜、非標(biāo)準(zhǔn)化的特性要可以被廠級(jí)操作員使用。在“資產(chǎn)最優(yōu)化”場(chǎng)合，要支持預(yù)防性維護(hù)或維護(hù)程序的功能。設(shè)備的操作需要用軟件方式來“封裝”（安全技術(shù)，校準(zhǔn)等）。這些復(fù)雜的任務(wù)領(lǐng)域，需要一種“輔助工具”，它允許設(shè)備制造商以標(biāo)準(zhǔn)化形式向用戶提供它們的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的擴(kuò)展的和非常特殊的特性，并且同時(shí)允許自動(dòng)化系統(tǒng)制造商通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口將這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的特性集成在控制系統(tǒng)中。此解決方案是獨(dú)立于現(xiàn)場(chǎng)總線的接口概念FDT/DTM(見圖2-23)，它已由PNO的一個(gè)工作組和ZVEI(CentralAssociationfort