现场总线Profibus控制系统配置的几种形式

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1.根据现场设备是否具备Profibus接口可分为三种形式
(1) 总线接口型: 现场设备不具备Profibus接口，采用分散式I/O作为总线接口与现场设备连接。这种形式在应用现场总线技术初期容易推广。如果现场设备能分组，组内设备相对集中，这种模式会更好地发挥现场总线技术的优点。见图1：

图1：采用分散式I/O作为总线接口与现场设备连接
(2) 单一总线型: 现场设备都具备Profibus接口。这种一种理想情况。可使用现场总线技术，实现完全的分布式结构，可充分获得这一先进技术所带来的利益。新建项目可能具有这种条件，就目前来看，这种方案设备成本会较高。见图2：

图2：现场设备都具备Profibus接口
(3) 混合型：现场设备部分具备Profibus接口。这将是一种相当普遍的情况。这时应采用PROFIBUS现场设备加分散式I/O混合使用的办法。无论是旧设备改造还是新建项目，希望全部使用具备PROFIBUS接口现场设备的场合可能不多，分散式I/O可作为通用的现场总线接口，是一种灵活的集成方案。见图3。

图3：混合型
2.根据实际应用需要的几种系统结构类型
根据实际需要及经费情况，通常有如下几种结构类型：
(1) 结构类型1: 以plc或控制器做一类主站，不设监控站，但调试阶段配置一台编程设备。这种结构类型，PLC或控制器完成总线通信管理、从站数据读写、从站远程参数化工作。如图4所示。

图4：结构类型1
(2) 结构类型2: 以PLC或控制器做一类主站，监控站通过串口与PLC一对一的连接。这种结构类型，监控站不在Profibus网上，不是二类主站，不能直接读取从站数据和完成远程参数化工作。监控站所需的从站数据只能从PLC或控制器中读取。如图5所示。

图5: 结构类型2
(3) 结构类型3: 以PLC或其它控制器做一类主站，监控站（二类主站）连接Profibus总线上。这种结构类型，监控站在PROFIBUS网上作为二类主站，可完成远程编程、参数化及在线监控功能。如图6所示。


图6：结构类型3
(4) 结构类型4: 使用PC机加Profibus网卡做一类主站，监控站与一类主站一体化。这是一个低成本方案，但PC机应选用具有高可靠性、能长时间连续运行的工业级PC机。对于这种结构类型，PC机故障将导致整个系统将瘫痪。另外，通信模板厂商通常只提供一个模板的驱动程序，总线控制、从站控制程序、监控程序可能要由用户开发，因此应用开发工作量可能会比较大。如图7所示。

图7：结构类型4
(5) 结构类型5: 坚固式PC机（COMOPACT COMPUTER）+Profibus网卡+SOFTPLC的结构形式。如果上述方案中PC机换成一台坚固式PC机（COMOPACT COMPUTER），系统可靠性将大大增强，足以使用户信服。但这是一台监控站与一类主站一体化控制器工作站，要求它的软件完成如下功能：
▼支持编程，包括主站应用程序的开发、编辑、调试。
▼执行应用程序。
▼通过Profibus接口对从站的数据读写。
▼从站远程参数化设置。
▼主/从站故障报警及记录。
▼主持设备图形监控画面设计、数据库建立等监控程序的开发、调试。
▼设备装态在线图形监控、数据存储及统计、报表等功能。
近来出现一种称为SOFTPLC的软件产品，是将通用型PC机改造成一台由软件（软逻辑）实现的PLC。这种软件将PLC的编程（IEC1131）及应用程序运行功能，和操作员监控站的图形监控开发、在线监控功能集成到一台坚固式PC机上，形成一个PLC与监控站一体的控制器工作站。笔者认为这种产品结合现场总线技术将有很好的发展前景。如图8所示。

图8：结构类型5
(6) 结构类型6: 使用两级网络结构，这种方案充分考虑了未来扩展需要，比如要增加几条生产线即扩展出几条DP网络，车间监控要增加几个监控站等，都可以方便进行扩展。如图9所示，采用了两级网络结构形式，充分考虑了阴影部分的扩展余地。

图9：结构类型6