4. 应用Profibus技术构成自动化控制系统时应考虑的几个问题
当我们面对一个实际应用问题,希望应用现场总线技术构成一个系统时,可遵循以下步骤,逐一思考以下几个问题并给出答案或作出选择,最终即可得到一个应用现场总线技术的实际问题的解决方案。
4.1 项目是否适于使用现场总线技术
世上没有包治百病的灵丹妙药,任何一种先进技术,超出其适用范围也不会得到好的效果。因此可着重考虑以下几个问题:
(1) 现场被控设备是否分散?
这是决定使用现场总线技术的关键。现场总线技术适合于分散的、具有通信接口的现场受控设备的系统。现场总线的技术优势是节省了大量现场布线成本,使系统故障易于诊断与维护。对于具有集中I/O的单机控制系统,现场总线技术没有明显优势。当然,有些单机控制,在设备上很难留出空间布置大量的I/O走线,也可考虑使用总线技术。
(2) 系统对底层设备有信息集成要求?
现场总线技术适合对数据集成有较高要求的系统。如需要建立车间监控系统、如建立全厂的CIMS系统。在底层使用现场总线技术可将大量丰富的设备及生产数据集成到管理层,为实现全厂的信息系统提供重要的底层数据。
(3) 系统对底层设备有较高的远程诊断、故障报警及参数化要求?
现场总线技术适合要求有远程操作及监控的系统。
4.2 系统实时性要求?
所谓系统的实时性是指现场设备之间,在最坏情况下完成一次数据交换,系统所能保证的最小时间。简单地说就是现场设备的通信数据更新速度。以下实际应用可能对系统的实时性提出要求:
(1) 快速互锁连锁控制、故障保护:现场设备之间需要快速互锁连锁控制,完成设备故障保护功能。或系统实时性影响到产品加工精度。系统实时性不高,可能会导致设备损坏,或产品加工质量。
(2) 闭环控制: 现场设备之间构成闭环控制系统,系统的实时性影响到产品质量,如产品薄厚不均、大小不一、成份不同等。
影响系统实时性因素如下:
(1) 现场总线数据传输速率高具有更好的实时性。
(2) 数据传输量小系统具有更好的实时性
(3) 从站数目少系统具有更好的实时性
(4) 主站数据处理速度快使系统具有更好的实时性。
(5) 单机控制I/O方式,比现场总线方式要有更好的实时性。如图3-11所示:1与2之间的配合比3与4之间的配合具有更好的实时性。
(6) 在一条总线上的设备比经过网桥或路由的设备具有更好的实时性。如图3-11所示:3与4在同一段Profibus-DP上,而3与5位于两段不同的PROFIBUS-DP上,因此,3与4之间的配合比3与5之间的配合具有更好的实时性。同理,3或4与5之间的实时性是最差的。
(7) 有时主站应用程序的大小、计算复杂程度也影响系统响应时间,这与主站设计原理有关。
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