6-PROFIBUS PA现场总线技术及产品开发

博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司中科院沈阳自动化研究所博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncPROFIBUSPA技术概述PROFIBUSPA产品开发流程PROFIBUSPA产品的测试与认证博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncPROFIBUSDP技术概述博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncPROFIBUSDP通信技术PROFIBUSPA设备组态集成技术博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc1类主站主要是控制器设备，负责和连接在总线上的I/O从站设备进行循环数据通信决定总线通信参数，如波特率，站响应延迟等主站之间轮流持有令牌，永久存在于应用系统中，对系统控制器决定作用2类主站主要是系统诊断工具，和总线上的设备进行非循环数据通信和其他主站轮流持有令牌，但不必永久地存在于系统中，仅在需要时加入系统中博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc从站主要作为分散的外围I/O设备被动地响应主站的请求数据不持有总线令牌，不主动发送数据博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncDPPA博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc循环数据通信MSCY博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc参数化阶段，主站通过SET_PRM服务对从站进行参数化配置组态检查阶段，主站通过CHK_CFG服务使用预设的组态数据和从站的实际组态数据进行比较数据传输阶段，在参数化和组态检查成功后，主站和从站进入数据交换（DATA_EXCH）状态在以上三个阶段中，主站可以通过GET_DIAG和GLB_CMD对从站进行诊断和发送控制命令博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc诊断数据（GET_DIAG）有的从站只有标准的6个字节诊断数据H-Header,包括数据块信息和数据块长度博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc标准的诊断数据，6个字节，包括状态字节，主站地址，设备标识等信息设备相关诊断数据，设备自身诊断，如设备温度，低压指示数据模块相关诊断数据，与设备某个物理模块相关的诊断信息，如第8个模块是否有故障通道相关诊断数据，与设备模块某个通道相关的诊断信息，如某个输入模块的第3个通道短路或开路博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc参数化数据（SET_PRM）前7个字节数据是标准的，必须支持8-10字节数据为DPV1预留博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc字节描述1Stationstatus，站状态信息2WD-Factor1，看门狗参数13WD-Factor2，看门狗参数24minTSDR，最小站响应延迟5IdentNumber(高字节)，设备标识6IdentNumber(低字节)，设备标识7GroupIdent，组标识标准的参数化数据博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncStationStatus博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc看门狗定时器参数由WD-Factor1和WD-Factor2计算得来，看门狗超时时间=WD-Factor1*WD-Factor2*10毫秒minTSDR规定从站在发送响应数据之前至少要等待的时间，单位是bittime，默认值为11bittimeIdentNumber，设备标识号，每一种类型设备都有唯一的标识号，通过它主站可以快速地识别设备类型。IdentNumber由PNO统一发放。博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc组态数据（CHK_CFG），标准类型博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc组态数据（CHK_CFG），自定义类型博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc非循环数据通信MSAC博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc通过非循环读写服务访问I/O数据博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc1类主站◦MSAC1_READ◦MSAC1_WRITE2类主站◦MSAC2_INITIATE◦MSAC2_ABORT◦MSAC2_READ◦MSAC2_WRITE◦MSAC2_DATA_TRANSPORT主站的DPV1功能2类主站的DPV1功能被普遍使用在PROFIBSPA技术和远程I/O技术中博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncPROFIBUSPA是一种应用于分散式自控系统和现场设备之间的通信系统。以PROFIBUSDP为基础，增加了PA行规和相应的曼彻斯特编码总线供电通信技术。可以满足过程控制中的特殊要求，如总线供电以及符合本安要求的介质传输技术等。PROFIBUSPAPROFIBUSDPPAProfileMBPMBP-ManchestercodeBusPower博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncPROFIBUSPA的一些具体通信设备如下◦现场设备和仪表◦链接器◦便携设备◦中继器◦DP/PA耦合器博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc典型的PA现场设备模型应用单元通信控制器编码解码器介质单元博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc树形结构Controller-控制器PS-电源JB-分配器Coupler-耦合器/链接器T-终端电阻博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc总线型结构Controller-控制器PS-电源JB-分配器Coupler-耦合器/链接器T-终端电阻博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc混合型结构Controller-控制器PS-电源JB-分配器Coupler-耦合器/链接器T-终端电阻博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc定义如何将现场仪表的过程数据映射到PROFIBUSDP协议栈中。引入功能块技术，定义了标准的参数以及功能块和转换块类型。PA设备需要支持DPV0和DPV1功能。1类主站通过循环通信服务和PA设备进行数据交换，实时获取PA设备过程数据。2类主站通过非循环服务获取PA设备参数信息，从而实现对PA设备的诊断，校准，线性化等操作。博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncGSD文件是用于对PROFIBUSDP设备进行组态配置的文本文件大致分为三个部分◦一般规范，包括生产商名称，版本信息，支持的波特率等。◦与DP主站有关的规范，如连接从站的最大数目，上载和下载能力等。◦与DP从站有关的规范，如输入输出通道的数据和类型，用户扩展的参数化数据和诊断数据等博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncEDD可以提供一个互操作环境，使DCS系统或者手操器可以获取现代自动化传感器和执行机构里面的信息用于：组态设备标定诊断问题提供显示在用户界面上的数据和报警现在已经有了超过两千万的现场设备使用EDD技术连接各家厂商的主机。博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc标准化的EDDL作为一项标准语言用来描述：设备参数及依赖关系设备功能，例如仿真模式，标定图形化的表示，例如菜单，对话框与控制设备互动EDDL用于创建EDD，EDD被控制系统以合适的工具用于实现参数组态，调整，操作及监视EDDL被四大基金会认同现场总线基金会HART基金会Profibus基金会OPC基金会博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncPROFIBUSPA产品开发流程博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc产品设计产品开发几种解决方案博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncPA执行器基本组件MAU：MediumAttachmentUnitE/P：ElectrictoPneumaticConverterM/E：MechanicaltoElectricTransducer博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncPA变送器基本组件MAU：MediumAttachmentUnit博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc与传统产品设计相似◦针对需求设计产品的外观尺寸，所需要的部件。◦项目管理很重要。需要管理人具有丰富的现场总线产品开发和应用的经验，以便合理安排开发时间、开发资源和后期的测试。与传统产品设计不同◦总线产品要远比传统产品功能复杂，要综合考虑，合理利用已有的资源和技术，不一定要一切从头做起。◦总线产品的通信协议要求具有高度的一致性和时间确定性。因为通信网络既是控制系统，控制信号被分散到网络上的设备中。不像DCS和PLC那种集中控制设备。博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc与传统产品设计不同（续）◦总线产品的功能要求具有很好的可互操作性，来自不同厂商的同类设备可以实现互换而不影响应用。◦PNO要求所有PROFIBUSPA产品通过协议栈的一致性测试和功能块的标准参数读写测试。◦因此复杂的功能和严格的认证测试对开发总线产品提出了更高的要求。博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc利用现有产品开发PA总线产品的几点考虑◦自己开发总线通信板卡？还是购买市场上成熟的总线板卡？◦自己开发PA通信协议栈软件？还是购买经过测试认证的商业通信协议栈软件？◦自己开发功能块应用软件？还是购买经过测试认证的商业功能块应用软件？◦自己编写变换块程序？还是购买服务由专业团队定制开发？博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberInc项目开始硬件开发与测试PA协议栈购买购买购买协议栈软件开发与测试确定硬件需求集成协议栈PA通信卡PA功能块PA变换块集成功能块功能块软件开发与测试确定参数和功能需求变换块软件开发与测试设备集成与测试测试与认证定制开发博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncSofting公司（）◦PAProtocolSoftware，协议栈软件。◦PA功能块软件。◦PA评估板。◦UFC100通信芯片。◦PA开发工具包。博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncMescoSystem（）◦PROFIBUSPADesignPackage，开发工具包。◦PROFIBUSPAHardwareDesign，硬件设计。博大精深、细致入微沈阳中科博微自动化技术有限公司MicrocyberIncSiemens（）◦PROFIBUSPA协议芯片，