PROFIBUS-DP现场总线在液压控制系统中的应用

1 引言
　　现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线技术的出现和发展，使得建构一种全数字、全分散、全开放的控制系统成为可能，导致了传统控制系统结构的变革。
　　现场总线技术仍处在不断的发展中，现在已经出现了许多种现场总线标准，如PROFIBUS、FF、LonWorks、CAN、HART等。各种现场总线各有其特点，应用场合和前景也各不相同，现在仍没有国际统一的现场总线标准。因此，在选择现场总线时，必须综合考虑各方面的因素，使所选择的现场总线既能满足系统的实际需要，又能够符合技术发展的主流。
　　PROFIBUS是目前世界上应用最为广泛的现场总线技术之一，是德国国家标准DIN 19245和欧洲标准EN 50170的现场总线标准，并在1999年12月成为国际标准IEC 61158的一部分。它包括了波特率可达l2 JI皿 的高速总线豫OFIBUS．DP（H2）和用于过程控制的本安型低速总线PROFIBUS-PA（H1），使其在结构和性能上优越于其他现场总线。与其他现场总线系统相比，PROFIBUS的最大优点是它的普遍性+它广泛应用在加工制造、过程和楼宇自动化等领域，并可同时实现集中控制、分散控制和混合控制3种方式。
　　PROFIBUS由3个兼容部分组成，即PROFIBUS—DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS．FMS。PROFIBUS—DP是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I／O的通信。PROFIBUS-PA专用于过程自动化领域。PROFIBUS—FMS则用于车间级监控网络，其中应用最为广泛的是PROFIBUS—DP。
　　PROFIBUS—DP是一种高速和便宜的通信连接，它为自动控制系统和设备级分散的I／O之间进行通信使用专门设计。使用PROFIBUS-DP模块可取代24 v或4—20 mA的串联式信号传输。直接数据链路映像（DDLM）提供的用户接口，使得对数据链路层的存取变得简单方便，传输可使用Rs_485传输技术或光纤媒体。将PROFIBUS-DP引人液压控制系统，可以获得较好的开放性、可靠性，具有较高的性能价格比。
2 PROFIBUS—DP的技术特性
2．1 协议结构
　　PROFIBUS-DP的协议结构符合ISO的开放式系统互连模型，只定义了其中的第1层、第2层和用户接口，第3层到第7层未加描述。这种协议结构确保了数据传输的快速和有效。总线存取协议在第2层即现场总线数据链路层实现，包括主站之间的令牌传递方式和主站和从站之间的主从方式。
2．2 传输技术
　　PROFIBUS—DP可以采用RS-485或光纤传输技术。当系统运行在电磁干扰很大的环境时使用光纤传输。
　　RS-485传输技术的基本特征为：
　　网络拓扑：线性总线，两端带有有源的总线终端电阻。
　　传输速率：从9．6 Kbps到12 Mbps。
　　传输介质：带屏蔽的双绞电缆，在抗干扰要求不高时也可取消屏蔽。
　　插头连接：采用9针D型插头。
　　站点数：每网段最多32个站，使用中继器可多达127个站。
2．3 系统的配置
　　PROFIBUS—DP允许构成单主站或多主站系统。系统配置的描述包括：站数、站地址、输入／输出地址、输入／输出数据格式、诊断信息格式以及所使用的总线参数。每个PROFIBUS—DP系统可包括以下3种不同类型的设备：
　　（1）一类DP主站（DPM1）：一类DP主站是中央控制器，在预定的信息周期内与DP从站交换数据，典型的DPM1如PLC或PC。
　　（2）二类DP主站（DPM2）：二类DP主站是编程器、组态设备或操作面板，在DP系统组态操作时作用，完成系统操作和监视目的。
　　（3）DP从站：DP从站是进行输入和输出信息采集和发送的外围设备（L／O设备、驱动器、HMI、阀门等）。使用PROFIBUS系统，在系统起动之前先要对系统及各站点进行配置和参数化工作。使用基于GSD的组态工具可将不同厂商的设备集成在一个总线系统中 GSD文件是一个用于识别不同PROFIBUS设备的文本文件，它使得DP／PA设备可以被各种组态工具所识别，这也是PROFIBUS开放性的一种体现。