西门子3VA1196-6ED42-0AA0

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是当今3c(computer、communication、control)技术发展的结合点，也是过程控制技术、自动化仪表技术和技术发展的交汇点，是信息技术、网络技术的发展在控制领域的集中体现，是信息技术、网络技术延伸到现场的必然结果。

根据国际**(iec，international electrotechnical commission)标准和现场总线基金会(ff，fieldbus foundation)的定义，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 术将**微处理器置入传统的测量控制仪表，使其都具有数字计算和能力，成为能独立承担某些检测、控制和通信任务的网络节点。通过普通双绞线把多个 测量控制仪表、计算机等作为节点连接成的网络系统;使用公开、规范的通信协议，在位于生产控制现场的多个微机化测控设备之间、以及现场仪表与用作监控、管 理的远程计算机之间，实现与信息共享，形成各种适应实际需要的自动控制系统。

现场总线主要是面向过程控制，除传输数字与模拟信号的直接信息外，还可传输控制信息，网络交换的数据单元是帧(frame)。与(distributed control system，) 相比，现场总线控制系统(fieldbus control system，fcs)具有可靠性高以及更好的安全性、互换性和互操作性、开放性、分散性等优点。

综上所述，现场总线是将自动化较底层的现场控制器和现场智能仪表设备互连的实时控制通信网络，它遵循iso/osi开放系统互联参考模型的全部或部分通信协议。

1、系统特点

总线方式：由于采集点位于整个生产线的各个工序车间，比较分散。因此，通过总线形式，采用分布式i/o，可以节省大量的电缆，方便施工，方便调试及维护集中管理：系统通过一台工控机集中监视各能源采集量的瞬时值，并通过另外的应用程序计算累积量，并定时把各累积量发送给上级管理计算机系统跨平台：工控机上运行bbbbbbs2000操作系统，其中运行think&do 软件进行瞬时值实时监视，并要通过tcp/ip协议，把累积量打包定时发送到上级unix系统中去,实现了跨平台的通讯，跨平台的数据交换

3、系统说明

think&do studio 6.5软件是美国entivity公司开发的运行于winnt或win2k操作系统上的基于visio2000的软件，具有flowchart的控制流程设计和细致丰富的。本系统利用了该软件方便的联网扫描功能、强大的计算功能，及bbbbbbs下的易于二次开发性，因此把它作为了软件的开发平台。

模拟量模块和带profibus-dp接口的电表作为子站连接在profibus-dp现场总线中，气、水等各个流量通过测量仪表转换为标准的4～20ma信号，输入到模拟量模块中来，并在think&do中通过flowchart进行计算，转换为相应工程单位的实际值，而电表则可以从think&do软件中直接访问，读取数据。think&do软件一方面通过监控画面实时显示数据，另一方面通过dde server共享给接口应用程序。

由于本系统需要进行累积量计算，并把累积量定时上传给上级unix系统，因此特别为本系统用vb开发了一个用于计算和通讯的接口应用程序。该应用程序通过textbox控件连接dde server，读取实时数据，并在timer控件的定时事件中进行累计计算，从而得出各班组的累积量。

该应用程序与unix系统的通信形式采用基于tcp/ip的电文包方式，通信协议采用基于tcp\ip的socket方式的通信协议。

能源采集系统定时主动发送数据包，并准备接受应答信号，5秒后若无应答信号，则提示连接错误;若应答信号为不成功，则重新发送数据包（三次不成功则提示数据发送失败）;若应答信号为成功，则结束本次发送

本系统主要总线技术，以一台工控机实现了客户要求的所有功能，降低了成本，便于维护，是总线与计算机**结合的产物。

现场总线技术的出现，使得工业生产自动化水平有了实质性的提高，符合工业控制网络化、信息化的时代需求，因而具有良好的发展前景。工业自动化系统的完全数字化、并进一步采用某种标准，是实施现场总线技术的基础，因此它的前期经费投入较大。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现，标志着工业控制技术领域又一个新时代的开始，并将对该领域的发展产生重要影响

控制系统的布线和安装主要从以下几个方面着手：

（1）用现场总线现场总线控制系统替换原有的模拟仪表控制系统，用现场总线控制系统替代原有模拟的4~20ma仪表控制系统的工程项目是很少的。布线和替换的方法如下：控制室内的模拟卡件用现场总线的h1卡替代；

?现场安装的模拟仪表用合适的现场总线仪表替代；

?采用原有的接线；

?添加24v直流及电源调整器，以满足所需线路阻抗要求；

?添加终端器；

?完成新建系统的组态；

实施替代时应注意线路长度的约束，线路阻抗的匹配，线路电压降的分布等，当模拟仪表的数量较多时，宜将原有仪表分为两组或多组，采用多个现场总线网段，可直接用中继器或直接连接到h1卡不同的接口。此外，对线路的屏蔽和接地也应检查。

（2）网段扩展时的布线和安装。原有现场总线网段需要添加新的现场总线设备时，可根据添加线路的长度确定是否用中继器。当添加的线路总长度小于允许的长度时可直接添加，否则可添加中继器来扩展网段长度。需要注意，添加的中继器作为现场总线网段的一个现场总线设备。此外，必须在添加的网段上安装两个终端器。

为满足终端器安装在网段末端的条件，在原有网段的末端进行扩展网段时，应将终端器移到扩展网段的末端。如果控制网段从原有网段中间分支引出，除了适应原有接线盒或在分支点安装接线盒或集线器外，如果该扩展的分支网段线路长度较长时，应作为主干处理，将原有线路作为分支；如果线路长度较短，可作为分支处理，实施时应满足分支线路长度和分支上挂接现场总线设备台数的约束。同样，当作为主干时，应将终端器移到该线路的末端。

网段的扩展会影响线路的电压降，因此，应重新计算各现场总线涉笔供电电压是否满足≥9v dc的要求。

有时，只需要增加一台或几台现场总线设备，为不影响整个网段的工作，宜从就近的接线盒处挂接新添加的设备，并应核对供电电源和信号传输的效果。

对分支线路有多个现场总线设备及分支线长度较长的情况，可采用主干线折返准则接线。主干线折返准则在分支线上现场总线设备挂接较多时，能够有效降低允许的电缆长度。采用主干线折返布线时，将分支线用主干线的折返代替，从而分支线，可使挂接设备数增加。

网段扩展或添加新设备后，需要重新进行系统的组态。

（3）新建项目的现场总线网段布线和安装。绝大多数现象总线控制系统的项目是新建项目。因此，应严格按照现场总线控制系统布线的有关规定进行布线。布线的注意事项如下：

?引出线头的长度应在10~13mm。

?屏蔽线不应多点接地，应集中一点后再接地。通常，将分支电缆的屏蔽集中在一起，然后与主干电缆屏蔽连接，并在一点（通常在电源调整器侧）接地。对没有屏蔽的c型电缆，一般应穿金属管敷设，但容易造成多点接地。

?接线盒应采用有4端口~12端口等标准接线盒。

?现场总线电缆没有接地线，但可以另敷设接地线，用于连接现场总线设备的接地端到就地的接地点。系统接地系统应采用tn-s系统。

?现场总线的屏蔽线不允许连接到现场总线设备的接地端，也不能作为电源线使用。

?除了采用直流供电电源单元作为总线供电外，还要连接电源调整器，用于隔离现场信号与直流电源，防止电源短路。

?除了远端接线盒可以连接终端器外，通常，另一个终端器可采用电源调整器内置的终端器，通过选择开关使其接人。

（4）现场总线网段挂接现场总线设备的安装。现场总线网段上挂接的现场总线设备的安装包括与工艺管道的连接和与现场总线的连接。