PROFIBUS International,L,R,Explosion Protected,Intrinsic Safety,Pressure Encapsulation,P R O F I,B U S,第六局部,PROFIBUS-PA,技术培训,什么是 PROFIBUS-PA?,定义,PROFIBUS-PA,=,PROFIBUS-DP 通信,+,对现场设备优选的传输技术,PROFIBUS-PA,+,PROFIBUS-DP,什么是 PROFIBUS-PA?,应用范围,变送器、阀、执行器等等,通过串行总线系统连接,在化学工业和过程控制中使用,通过数据线对现场设备供电,在危险区域,(,EExi,型保护区域,),应用,PROFIBUS-PA=用于过程自动化的 PROFIBUS,+,PROFIBUS-PA 适应所有过程自动化领域,对防爆和非防爆区域过程自动化的低端应用，,PROFIBUS-PA,是优选的。,PROFIBUS-PA,完全满足化学工业用户组织,(,如,NAMUR),对数字现场总线,的要求,p,海上,p,石化工业,p,化学工业,p,发电和电力输送,p,化学爆炸试验,p,制药,p,食品饮料工业,p,水污水处理,性能,价格,Zone 2,采用PROFIBUS-PA 技术，PA设备,运行在以下防爆区域,Zone 0:危险的爆炸瓦斯气体经常或长期存在的区域,Zone 1:在正常运行期间危险的爆炸瓦斯气体有可能存在的区域,Zone 2:不希望在正常运行期间存在危险的爆炸瓦斯气体的区域,Zone 1,Zone 1,Zone 0,Zone 0,Zone 0,PROFIBUS-PA 与 420mA 系统的比较,i,总线耦合器,1,PNC,PNC,I/O,模块,(1-x),终端块(PNC),I/O module,X,1,终端块,灰色线,变送器,供电源,终端块,Exi,蓝色线,分配器,连接盒,传感器 1.,n,PROFIBUS PA n,PROFIBUS PA 1,总线耦合器,n,连接总线,PROFIBUS DP,4.20 mA 系统,PROFIBUS-PA,传感器 1.,n,i,e,x,e,x,过程接近,元件,节省本钱的潜力安装,节省,电线,PLC I/O,板,安装元件,(Ex-/,电流隔离器等,),排列机架,空间,减少错误,减少安装时间,采用PROFIBUS-PA节省的本钱,如下数据来自于Cologne市acker化工厂的实际经验,PROFIBUS-PA的根本成份PROFIBUS-DP 现场总线系统,主站,(1 类),从站,(现场设备、分散 I/Os、信号循环控制器、,接到 PROFIBUS-PA的链接器),主站,(2 类),PROFIBUS-DP,PROFIBUS-PA,+,PROFIBUS-PA的组态,DCS/PLC,段,连接盒,PROFIBUS-PA,DP/PA,链接器,24 V,PROFIBUS-DP,+,拓扑,PROFIBUS-PA的组态,现场设备的供电,DCS/PLC,PROFIBUS-PA,31.25 kbit/s,100,F,1,双绞屏蔽电缆总长度最大,1,900米,(,保护类型：,EEx ib,爆炸组,:IIC),10,mA,10,mA,10,mA,10,mA,10,mA,24 V,现场设备供电,:,Ex,区,:max.10,Non-Ex,区,:max.30,Spur,max.30 m,DP/PA Link,PROFIBUS-DP,+,120 mA,PROFIBUS-PA的成份,网络元件耦合器和链接器,DP/PA 链接器,(,模板扩展，中央模板最多带3个耦合器,),DP/PA,耦合器,PROFIBUS-PA,31.25 kbit/s,24 V,Non-Ex区:I 320 mA,最多 30 个现场设备,24 V,Non-Ex:最多 30 个现场设备,Ex:最多 3 x 10 个现场设备,24 V,Ex 区:I 120 mA,最多 10 个现场设备,PROFIBUS-PA,31.25 kbit/s,PROFIBUS-DP up to 93.75 kBit/s,PROFIBUS-DP up to 12 Mbit/s,x,x,耦合器的功能,段耦合器在不同的传输技术之间提供一个网关gateway),PROFIBUS-PA,IEC 1158-2,RS 485,PROFIBUS-DP,异步,NRZ,编码,1 Byte=11 Bit,(8,个用户位,+1,开始位,+1,停止位,+1,奇偶校验位,),可变的波特率,同步,Manchester,编码,1 Byte=8 Bit,固定波特率,=31.25,kBit/s,DP/PA 耦合器,PROFIBUS-PA的组态,互操作性,DP/PA,耦合器,DP/PA,链接器,24 V,PROFIBUS-PA,制造商 X,制造商 Z,制造商 Y,制造商 Y,PA-行规,制造商的,特殊规定,PROFIBUS-DP,PROFIBUS-PA的组态,循环时间(例),DP/PA Link,24 V,PROFIBUS-PA 31.25 kbit/s,10 ms,10 ms,10 ms,10 ms,max.1 ms,10 ms,循环时间,=1 ms,循环时间,=,4 x 10 ms+10 ms=50 ms,循环帧,(4,个字节被测值,+1,个字节状态,),非循环帧,(,读报警极限:4 个字节,),PROFIBUS-DP,12 Mbit/s,PROFIBUS-PA的组态,循环时间(概述),10,20,30,50,500 ms,100 ms,300 ms,每个DP段的循环时间,每个DP 段的现场设备数,DP/PA 耦合器,每个,DP/PA,链接器 30 个现场设备,每个,DP/PA,链接器10 个现场设备,90,PROFIBUS-PA的组态,现场设备访问,DP/PA,耦合器,PROFIBUS-PA,31.25 kbit/s,24 V,DP/PA 链接器,24 V,1,3,2,1,1,2,3,24 V,4,24 V,1,2,从,主,PROFIBUS-PA,31.25 kbit/s,2,3,PROFIBUS-DP up to 12 Mbit/s,PROFIBUS-DP up to 93.75 kBit/s,从,主,从现今的 4-20 mA 很容易转移到,PROFIBUS-PA,PROFIBUS-DP,up to 12 Mbit/s,DCS(PLC),耦合器链接器,模拟,I/O,模块,PROFIBUS-PA,现有的 4-20 mA 设备,现有的 HART设备,4.20 mA,4.20 mA,HART,HART,+,PROFIBUS-PA 协议功能,PROFIBUS-PA 以 PROFIBUS-DP 为根底。,通过标准的 DP 周期性数据交换功能传输量值和状态。,对于设备参数的传输和用工程工具的设备运行，使用扩展,PROFIBUS-DP的非周期性读写功能。,PROFIBUS-PA 行规定义有关 PA 功能映象。,PROFIBUS-PA的根本成份DP 协议，周期的和非周期的,主,从 1,从 2,从 3,2,3,1,t,非周期的,周期的,周期的,读被测值，写过程变量,读写参数,PROFIBUS-PA,1,PROFIBUS-DP,DP/PA Link,从,从,从,从,1/2/3,PROFIBUS-PA的组态,设备行规(简单现场设备),测量范围,滤波时间,报警警告极限,报警摘要,附加特征TAG,制造商特指参数,DP 效劳,周期的,DP 效劳,非周期的,DP 效劳,非周期的,PA-行规,(例，压力变送器),状态,被测值,PROFIBUS-PA 行规确保互操作性,定义运行、识别、维护、诊断等参数,定义数据如温度、压力、流量等的含义,定义一个模拟量，含范围、工程单位和状态,依据国际成认的功能块技术,定义通信子集和设备行为,支持简单的单变量和复杂的多变量设备,结合化学工业的应用开发的,A 类:描述简单设备的公共参数。,对运行阶段的根本功能限定了范围。,参数包括过程变量如温度、压力、液位等的被测量值，附加特征,名称和工程单位。,B 类:对 A 类的扩展，包括识别、委派、维护和诊断等更复杂的应用功能。,这两类的参数关系在行规的一致性陈述中被说明。,PROFIBUS-PA 行规定义两类,行规包括两局部,一般定义,对所有类型的设备都有效,定义此设备与,PROFIBUS-PA,间的关系,定义操作、起动和再起动,设备数据单,每个设备类型,(,如变送器、阀,),有各自的设备数据单,定义此设备的特定参数和操作,The PROFIBUS-PA 行规,变送器,温度,压力,液位,流量,执行器,阀,数字,I/O,今天可提供的PA行规的设备数据单,PID-,循环控制器,PA 设备的标准参数,PA行规标准化的设备参数,12 bar,8 bar,0 bar,-12 bar,测量范围极限,测量传感器的物理极限,测量范围极限,测量传感器的物理极限,HI-HI-LIM,(报警上限),HI-LIM,(警告上限),LO-LIM,(警告下限),LO-LO-LIM,(报警下限),PV_SCALE,(测量范围的刻度）,Measuring range,(bar),OUT,(被测量值),例：功能块模拟输入，压力变送器,状态字节,对每一个过程变量都附有一个状态字节,GR,QS,QS,QU,MSB,LSB,被测量值的质量,(好，坏，不确定,.),子状态,(关于质量的进一步说明，,如组态错、传感器失效、,效劳状态),极限,(无限、低限、高限、常量),