4. 應用PROFIBUS技術(shù)構成自動(dòng)化控制系統時(shí)應考慮的幾個(gè)問(wèn)題
    當我們面對一個(gè)實(shí)際應用問(wèn)題，希望應用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)構成一個(gè)系統時(shí)，可遵循以下步驟，逐一思考以下幾個(gè)問(wèn)題并給出答案或作出選擇，最終即可得到一個(gè)應用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的實(shí)際問(wèn)題的解決方案。

4.1 項目是否適于使用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)
    世上沒(méi)有包治百病的靈丹妙藥，任何一種先進(jìn)技術(shù)，超出其適用范圍也不會(huì )得到好的效果。因此可著(zhù)重考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：
(1) 現場(chǎng)被控設備是否分散？
這是決定使用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的關(guān)鍵?，F場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)適合于分散的、具有通信接口的現場(chǎng)受控設備的系統?，F場(chǎng)總線(xiàn)的技術(shù)優(yōu)勢是節省了大量現場(chǎng)布線(xiàn)成本，使系統故障易于診斷與維護。對于具有集中I/O的單機控制系統，現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)沒(méi)有明顯優(yōu)勢。當然，有些單機控制，在設備上很難留出空間布置大量的I/O走線(xiàn)，也可考慮使用總線(xiàn)技術(shù)。
(2) 系統對底層設備有信息集成要求？
現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)適合對數據集成有較高要求的系統。如需要建立車(chē)間監控系統、如建立全廠(chǎng)的CIMS系統。在底層使用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)可將大量豐富的設備及生產(chǎn)數據集成到管理層，為實(shí)現全廠(chǎng)的信息系統提供重要的底層數據。
(3) 系統對底層設備有較高的遠程診斷、故障報警及參數化要求？
現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)適合要求有遠程操作及監控的系統。

4.2 系統實(shí)時(shí)性要求？
    所謂系統的實(shí)時(shí)性是指現場(chǎng)設備之間，在最壞情況下完成一次數據交換，系統所能保證的最小時(shí)間。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是現場(chǎng)設備的通信數據更新速度。以下實(shí)際應用可能對系統的實(shí)時(shí)性提出要求：
(1) 快速互鎖連鎖控制、故障保護：現場(chǎng)設備之間需要快速互鎖連鎖控制，完成設備故障保護功能?；蛳到y實(shí)時(shí)性影響到產(chǎn)品加工精度。系統實(shí)時(shí)性不高，可能會(huì )導致設備損壞，或產(chǎn)品加工質(zhì)量。
(2) 閉環(huán)控制: 現場(chǎng)設備之間構成閉環(huán)控制系統，系統的實(shí)時(shí)性影響到產(chǎn)品質(zhì)量，如產(chǎn)品薄厚不均、大小不一、成份不同等。
影響系統實(shí)時(shí)性因素如下：
(1) 現場(chǎng)總線(xiàn)數據傳輸速率高具有更好的實(shí)時(shí)性。
(2) 數據傳輸量小系統具有更好的實(shí)時(shí)性
(3) 從站數目少系統具有更好的實(shí)時(shí)性
(4) 主站數據處理速度快使系統具有更好的實(shí)時(shí)性。
(5) 單機控制I/O方式，比現場(chǎng)總線(xiàn)方式要有更好的實(shí)時(shí)性。如圖3-11所示：1與2之間的配合比3與4之間的配合具有更好的實(shí)時(shí)性。
(6) 在一條總線(xiàn)上的設備比經(jīng)過(guò)網(wǎng)橋或路由的設備具有更好的實(shí)時(shí)性。如圖3-11所示：3與4在同一段PROFIBUS-DP上，而3與5位于兩段不同的PROFIBUS-DP上，因此，3與4之間的配合比3與5之間的配合具有更好的實(shí)時(shí)性。同理，3或4與5之間的實(shí)時(shí)性是最差的。
(7) 有時(shí)主站應用程序的大小、計算復雜程度也影響系統響應時(shí)間，這與主站設計原理有關(guān)。

    如果實(shí)際應用問(wèn)題對系統響應有一定的實(shí)時(shí)要求?？筛鶕唧w情況分析是否采用總線(xiàn)技術(shù)。 對PROFIBUS-DP，以下數據僅供參考。當總線(xiàn)具有32個(gè)從站，數據傳輸速率為12M時(shí)，總線(xiàn)循環(huán)時(shí)間為1毫秒。見(jiàn)圖3-12。

4.3 有無(wú)應用先例？
    有無(wú)應用先例也是決定是否采用PROFIBUS技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵。因為，對于一個(gè)實(shí)際應用項目，技術(shù)問(wèn)題復雜，很難用精確的數學(xué)分析、仿真方法給出技術(shù)可行性論證。對重大項目的決策，應用先例或應用業(yè)績(jì)是簡(jiǎn)單而又頗具說(shuō)服力的證明。一般來(lái)說(shuō)，如在相同行業(yè)有類(lèi)似應用，可以說(shuō)明一些關(guān)鍵技術(shù)上已經(jīng)有所保證。就筆者所知，PROFIBUS技術(shù)已在制造業(yè)、流程行業(yè)、樓宇、電力、交通等許多行業(yè)已有應用業(yè)績(jì)。

4.4 采用什么樣的系統結構配置
      用戶(hù)決定采用現場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS技術(shù)后，下一個(gè)問(wèn)題就是采用什么樣的系統結構配置。
(1) 系統結構形式：
¨ 分層？現場(chǎng)層？車(chē)間層？是否需要車(chē)間層監控？
¨ 結構（從站）？有多少從站？分布如何？從站設備如何連接？現場(chǎng)設備是否具備PROFIBUS接口？可否采用分散式I/O連接從站？哪些設備需選用智能型I/O控制。根據現場(chǎng)設備地理分布進(jìn)行分組并確定從站個(gè)數及從站功能的劃分。
¨ 結構（主站）？有多少從站？分布如何？ 如何連接？
¨ 系統結構類(lèi)型？見(jiàn)"4.3.2 根據實(shí)際應用需要的幾種系統結構類(lèi)型"。
(2) 選型
¨ DP？PA？FMS？根據系統是離散量控制還是流程控制，現場(chǎng)級選用PROFIBUS-DP或PA？是否需要本征安全？
¨ 現場(chǎng)總線(xiàn)數據傳輸速率? 根據系統對實(shí)時(shí)性要求，決定現場(chǎng)總線(xiàn)數據傳輸速率。
¨ 車(chē)間級監控及監控站？是否需要車(chē)間級監控？選用FMS、監控站及連接形式。
¨ 主站形式？根據系統可靠性要求及工程經(jīng)費，決定主站形式及產(chǎn)品。

4.5 如何與車(chē)間自動(dòng)化系統或全廠(chǎng)自動(dòng)化系統的連接。
(1) 是否需要車(chē)間及監控？
如果需要作車(chē)間級監控或需要為車(chē)間級監控留出接口，主站應配置FMS接口?？卣緫拥紽MS網(wǎng)上，因此監控站也要考慮配置FMS網(wǎng)卡。
(2) 設備層數據如何進(jìn)入車(chē)間管理層數據庫？
設備層數據如PROFIBUS-DP數據進(jìn)入車(chē)間管理層數據庫，首先要進(jìn)入監控層FMS的監控站，監控站的監控軟件包具有一個(gè)在線(xiàn)監控數據庫，這個(gè)數據庫的數據分兩個(gè)部分，一是在線(xiàn)數據，如設備狀態(tài)、數值數據、報警信息等；另一類(lèi)為歷史數據，是對在線(xiàn)數據進(jìn)行了一些統計分類(lèi)以后存儲的數據，可作為生產(chǎn)數據完成日、月、年報表及設備運行記錄報表。這部分歷史數據通常需要進(jìn)入車(chē)間級管理數據庫。自動(dòng)化行業(yè)流行的實(shí)時(shí)監控軟件，如FIX、INTOUCH、WIZCON、WINCC、RSVIEW等，都具有MICRO系列數據庫接口，如ACCESS、SYBASE、FOBASE。工廠(chǎng)管理層數據庫通過(guò)車(chē)間管理層得到設備層數據。