现场总线技术的仪表和控制系统在多个工业领域取得了成功的应用

1．前言

近年来基于现场总线的仪表和控制系统在国内大型火电厂获得了大量的应用，如已经投运的华能金陵电厂2xl000MW，华能九台电厂2x600MW，陕西秦岭电厂2x600MW，神华胜利发电厂2X660MW等大型火电厂得主厂房的机炉主系统都使用了Profibus现场总线的控制系统和智能仪表，在火电厂的辅控车站系统中对现场总线的控制系统和仪表使用更加广泛。上海自动化仪表有限公司在现场总线技术领域取得了多项领先的技术成果，基于现场总线技术的仪表和控制系统也在多个工业领域取得了成功的应用。

2．现场总线技术简介

现场总线足连接智能现场设备和自动化系统的数宁式、串行双向传输、多节点的开放式通信网络，是计算机技术、网络通信技术、智能仪表技术、自动控制技术等几大技术发展的交汇点，被作为自动控制智能化、数宁化、分散化和网络化的典型代表，因而自九十年代以来一直是自动化领域技术发展的热点和方向。现场总线技术主要由IEC（国际电工委员会）的TC65分技术委员会负责起草和制定，如图1所示，包含了现场总线技术维护、现场总线线缆与安装、现场总线功能安全、高可用性自动化网络、工业无线、设备管理、OPC等工作组。上海自动化仪表股份有限公司代表中困参加了第65分技术委员会的相关工作组，参与了现场总线相关系列国际标准的起草。

随着现场总线技术在市场中的不断应用，目前，Profibus现场总线技术在困内获得了用户较广泛接受，取得了很多的应用业绩，成为流程工业的主流现场总线技术之一。Profibus目前预计在2012年突破5000万个节点。Profibus技术的市场需求：需求主要米自：

a)在一些行业项目中（电力、有轨交通、汽车制造、制药等），Profibus技术占有一定优势，用户要求系统、设备采用Profibus技术。

b)支持Profibus技术的控制系统，如西门子、ABB的PLC和DCS的控制系统的普遍应用。

c)企业产品、系统技术提升需求（MCC、马达启动器、变频器、温度巡检、回路调节器等产品系统）。

如图2所示，Profibus现场总线通信系统通常足由Profibus DP主站卡、Profibus DP/PA耦合器（或加上链接器）、Profibus DP从站设备、Profibus PA设备等组成的。

Profibus DP -类主站主要应用于控制系统中，在PROFIBUS DP总线上完成令牌的传递，与其他DP主站的通信以及轮询与其相关的从站并交换周期数据及非周期数据到其本地用户等任务，支持PROFIBUS DP 1类主站V0/V1标准(EN50170)等。

Profibus DP二类主站主要应用于现场调试和管理，在PROFIBUS DP总线上完成令牌的传递，与其他DP主站的通信以及轮询与其相关的从站并交换非周期数据到其本地用户等任务，支持PROFIBUS DP1类主站V0/V1标准(EN50170)等。

Profibus DP从站设备主要有远程I/O、执行机构、智能马达控制器、人机界面HMI、阀门定位器、变频器等智能设备。支持PROFIBUS DP从站V0/V1标准(EN50170)等。

PROFIBUS PA设备主要有现场智能仪表，如压力、温度、液位、流量等变送器及阀门定位器等，支持总线供电和本质安全，除了实现PROFIBUS DP从站V0/V1协议外，还需要针对不同的温度、压力、流量、液位、阀门定位器等产品实现对应的Profibus PA的行规。

Profibus DP/PA耦合器或链接器主要实现Profibus DP网络到Profibus PA网络的转换。

3．现场总线产品及应用

随着Profibus现场总线技术的应用发展，国产现有控制系统、现场设备及仪表迫切需要能够实现Profibus现场总线技术。具有米说现场总线技术相对复杂，开发周期长，技术风险大，上海自动化仪表股份有限公司经过多年的自主研发，打破了国外跨困公司的技术垄断，开发了完整的Profibus现场总线通信协议栈，掌握了ProfibusDP -类主站和二类主站通信技术，Profibus DP从站技术及冗余从站技术，Profibus PA技术等核心技术。

同时，依托公司半富的产品系列，如具有自主知识产权的SUPMAX800控制系统以及温度、压力／差压、物位、电动执行机构等产品，如图3所示，完成了基于Profibus的控制系统及系列仪表产品。其中Profibus DP -类主站支持双口RAM (8Kbytes)及RS232串口（波特率19.2kbps）两种用户操作接口形式，控制系统通过集成该产品可以快速实现Profibus现场总线的网络集成能力。Profibus DP二类主站支持USB和PCI两种用户操作接口形式，便携式计算机等通过该模块可以方便的实现设备的现场配置和管理。Profibus DP的电动执行机构、Profibus PA压力／差压变送器、Profibus PA温度变送器、Profibus PA物位变送器、Profibus PA阀门定位器等产品都通过了Profibus困际组织的认证测试。此外，还完成了Profibus DP/PA耦合器和Profibus/FF现场总线分线器等网络产品的开发，形成了现场总线从仪表到控制系统的完整解决方案。

公司基于现场总线的产品获得了在电力、市政、水泥等多个行业的规模应用，获得了用户的好评。如基于Profibus PA技术的智能压力／差压变送器和温度变送器在水泥余热发电项目中的规模应用：基于Profibus技术的仪表和SUPMAX800控制系统在燃气锅炉和隔压换热站项目中的规模应用：基于ProfibusDP冗余技术的电动执行机构产品在燃气发电项目中规模应用等：基于Profibus现场总线技术在大型电站的主厂房空冷系统中的应用：基于Profibus技术的SUPMAX800控制系统和仪表在化学水处理和凝结水处理等电站辅控系统应用等，还实现了公司FF协议的智能电浮筒物位计、FF协议压力／差压变送器和温度变送器在汽轮机系统中的应用等。

4．结束语

现场总线技术是全数宁通信技术，除了给用户带来节约i/o卡件和线缆桥架等硬件投资外，还能够更好的发挥仪表的智能化特性，带米丰富的现场设备信息和更高的精度。同时，值得注意的是，现场总线技术对现场调试、维护和安装运行提出了更高的要求，现场总线仪表和控制系统在工程实施时需遵循现场总线的线缆及设备安装的规则。