PROFIBUS-PA总线技术在工程项目中的应用

2021-09-15刘振民

有色冶金设计与研究 2021年4期

关键词：设备

刘振民

(江西瑞林电气自动化有限公司，江西南昌330038)

PROFIBUS-PA是专为过程自动化设计的现场总线协议，其在标准的PROFIBUSDP现场总线协议的基础上增加了PA总线应用行规以及相应的传输技术[1-2]。物理传输使用MBP方式(IEC 61158-2)，在1根双线电缆上同时实现了传输数据和供电功能，固定的波特率为31.25 kbit/s，适合将工业现场环境(包括Ex Zone1或Ex Zone0)中的设备(传感器、执行器)集成到过程控制系统中。

1 PROFIBUS-PA总线系统基本组成

PROFIBUS-PA总线是以PROFIBUS DP总线为基础的一种扩展。PA总线系统基本组成包括DP主站、DP/PA Link(DP/PA Coupler)、连接用的DP和PA电缆、有源现场分配器、现场仪表。DP/PA Link在结构上是连接DP和PA两种网络的网关。其系统基本组成如图1所示。

图1 主干型网络

图1 PROFIBUS-PA系统基本组成

在实际工程应用时，PA总线有DP/PA Link、直接DP/PA Coupler 2种连接方式:1）DP/PA Link由1个或2个IM153-2接口模块以及相互连接的1～5个DP/PA Coupler组成。接口模块将DP/PA Link连接到PROFIBUS DP主站。如果需要连接冗余的PROFIBUSDP主站，如冗余的AS控制器，则需在DP/PA Link中安装2个接口模块。2）DP/PA C oupler也可以直接连接到PROFIBUSDP主站。这时需要将PROFIBUSDP网络的通信速率设置为45.45 kbuad。但这种方式因为需要降低DP网络的通信速率从而影响到其他DP站的通信，所以很少使用。

2 PROFIBUS-PA总线网络拓扑结构

目前，常见的网络拓扑结构为主干型网络和冗余环形两种。1）主干型网络，是将有源现场分配器串联形成主干网，现场仪表就近接入有源现场分配器,见图2。2）冗余环形。当采用普通型DP/PA Coupler且是其DP/PA Link中最后两个DP/PA Coupler时，两个DP/PA Coupler构成冗余，此时可同时将有源现场分配器环形接入，现场仪表就近接入有源现场分配器见图3。