基于Profibus现场总线的井下胶带监控系统.docx

Corporation standardization office #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8
基于Profibus现场总线的井下胶带监控系统
基于Profibus现场总线的煤矿井下胶带监控系统
现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的。它应用在生产现场，实现微机化测量设备之间的双向串行多节点数字通信，它适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化方向的发展，一经产生便成为全球工业自动化技术的热点，受到全世界的普遍关注。自80年代末以来，几种现场总线技术如FF、Lonworks、Canbus、Profibus等已逐渐成熟并对工业自动化进程形成影响。Profibus是Process FieldBus的缩写，是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术，可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供可行的解决方案。胶带运输是煤矿生产中十分重要的环节，监控系统在该环节的投入是煤矿现代化生产的趋势。本文以皖北矿务局祁东煤矿的井下胶带监控系统为例，简介Profibus现场总线技术在监控系统中的应用。
一、Profibus现场总线技术
1、Profibus概貌
Profibus是一种国际化、开放式、不依赖于生产商的现场总线标准，广泛应用于工业自动化。Profibus根据应用特点分为Profibus-DP、Profibus-FMS、Profibus-PA三个兼容版本。其中Profibus-DP是一种高速(数据传输速率s~12Mbit/s)的经济的设备级网络，主要用于现场控制器与分散I/O之间的通信，可满足交直流调速系统快速响应的时间要求；Profibus-PA采用IECII58-2标准，传输速率为s，并提供本质安全特性，适用于安全性要求较高以及由总线供电的场合；Profibus-FMS主要解决车间级通信问题，完成中等传输速度的循环或非循环数据交换任务。
2、总线拓朴结构
根据现场设备到控制器的连接方式，现场总线的拓扑结构可有多种形式，通常采用以下三种：线形、树形和环形。Profibus采用的是线形结构，其特点是简明，用一根总干线从控制器连接到机械装置(控制对象)，总线电缆从主干电缆分支到现场设备处，控制器扫描所有
I/O站上的输入，必要时还可发送信息到输出通道。在这种总线结构下，可实现多主式和对等式通信，可以两个控制器共享同一个系统中的信息和I/O站。另外，不需关闭总线系统就可以把一个I/O设备从总线上拆下，这给总线系统的维修带来了很大方便。
3、Profibus-DP的设备类型
根据实际设计需要，本系统采用Profibus-DP。每个Profibus-DP系统包括以下三种不同类型的设备：
（1）DP主站类型1
它是Profibus-DP应用的中心部件，在一个规定的、重复的信息周期内，中央控制器或PC机与分布式从站(DP从站)交换信息。非循环传输的数据与循环的测量值相比不是经常变动的，因此这种数据与快速循环的有用数据一起传输，但它以较低的优先级传输。主站中的中断确认保证由DP从站来的中断可靠传输。
（2）DP主站类型2
这种类型的设备(如编程器、组态设备或操作设备)