現場總線技術在百萬級核電中的應用
加入技術交流群
1.1現場總線的發展歷史：
1984年，美國儀表協會（ISA）下屬的標準與實施工作組中的ISA/SP50開始制定現場總線標準；1985年，國際電工委員會決定由Proway Working Group負責現場總線體系結構與標準的研究制定工作；1986年，德國開始制定過程現場總線（Process Fieldbus）標準，簡稱為PROFIBUS，由此拉開了現場總線標準制定及其產品開發的序幕。1992年，由Siemens，Rocemount，ABB，Foxboro，Yokogawa等80家公司聯合，成立了ISP（Interoperable System Protocol）組織，著手在PROFIBUS的基礎上制定現場總線標準。1993年，以Honeywell，Bailey等公司為首，成立了World FIP（Factory Instrumentation Protocol）組織，有120多個公司加盟該組織，并以法國標準FIP為基礎制定現場總線標準。1994年，ISP和World FIP的北美分部合并成立了現場總線基金會（Fieldbus Foundation簡稱FF），推動了現場總線標準的制定和產品開發，并于1996年第一季度頒布了低速總線H1的標準，安裝了示范系統，將不同廠商的符合FF規范的設備互連構成控制系統和通訊網絡，使H1低速總線開始步入實用階段。與此同時，在不同行業還陸續派生出一些有影響的總線標準。它們大都在某些公司標準的基礎上逐漸形成，并得到其他公司、廠商、用戶及國際組織的支持。如德國Bosch公司推出的CAN（Control Area Network），美國Echelon公司推出的LonWorks等。
1.2 現場總線在核電站中的應用：
中國田灣核電站以及嶺澳二期百萬千瓦級機組控制系統采用的是西門子公司的TXP+TXS，使用PROFIBUS總線技術。浙江三門核電的非安全級控制將采用西屋公司的OVATION控制系統，將采用FF總線，也就是FOUNDATION FIELDBUS。
2．PROFUBUS總線技術的特點以及在TXP＋TXS系統中的應用
2.1PROFUBUS總線技術的特點：
獨立的市場研究證實，PROFIBUS在歐洲是市場的領導者，且在世界范圍內有最高的增長率。在1997年已安裝的PROFIBUS基本設備超過了1,500,0001個，年增長到約20-30% 。PROFIBUS 使用兩端有終端的總線拓撲在運行期間，接入和斷開一個或幾個站不會影響其他站的工作，即使在本質安全區也如此。
PROFIBUS 是領先的開放的現場總線系統，共有PROFIBUS-DP，PROFIBUS-PA，PROFIBUS-FMS三種類型，提供三種不同的物理層選擇:
RS485:用于DP和FMS
IEC1158-2:用于PA
光纖:用于DP和FMS
PROFIBUS協議：
PROFIBUS 總線訪問協議（第二層）對三種PROFIBUS 版本
(FMS/DP/PA)均相同
這使通信透明和FMS/DP/PA 網絡區域容易組合
因為FMS/DP 使用相同的物理介質(RS-485/FO) ，因此它們能組合在同一根電纜上。
2.1.1 PROFIBUS-DP 的特點:
代替PLC/PC與I/O之間昂貴的電線
快速，傳輸1千字節的輸入數據和1千字節的輸出數據所需時間2 ms
強有力的工具，減少組態和維護費用
被所有主要的PLC制造商支持
有廣泛的產品:PLC,PC,I/O,驅動器,閥,編碼器等
允許周期性和非周期性的數據傳輸
單主和多主網絡
每個站的輸入和輸出數據最多可達244 字節
2.1.2 PROFIBUS-PA 的特點：
基于擴展的PROFIBUS-DP協議和IEC1158-2 傳輸技術
適用于代替現今的4，20mA技術
僅用一根雙絞線進行數據通信和供電
通過串行總線聯接儀器儀表與控制系統
適用于本質安全的EEx 應用區域
可靠的串行數字傳輸
通過一根雙絞電纜進行控制、調節和監視
對所有設備只需一個工程工具
由于PROFIBUS-PA行規，保證了互操作性和互換性
儀器儀表的維護和診斷信息
2.1.3 PROFIBUS-FMS的特點:
FMS最佳適用于車間級智能主站間通用的、面向對象的通信
FMS提供一個MMS-功能子集（MMS 即ManufacturingMessageSpecification,ISO9506)
主要應用區域:
大數量的數據傳輸，例如程序、數據塊等等
若干個分散過程部分集成到一個公共過程中
智能站間的通信
2.2 PROFIBUS在嶺澳二期TXP＋TXS系統中的應用
2.2.1 PROFIBUS在系統中做為系統傳輸網絡
圖1TELEPERM XP系統結構圖
評論