基于PROFIBUS現場總線的回轉窯控制系統設計
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2.3 PROFIBUS現場總線存取協議
PROFIBUS-PA、FMS和DP均使用單一的總線存取協議，通過OSI參考模型的第2層實現，包括數據的可靠性、傳輸協議和報文處理。在PROFIBUS中，第2層稱為現場總線數據鏈路層(FDL，fieldbus data link)。介質存取控制MAC(medium access control)具體控制數據傳輸的程序，MAC必須確保在任何時刻只能有一個站點發送數據。因此，PROFIBUS總線存取協議包括主站之間的令牌傳遞方式與從站之間的主從方式，如圖2所示。
圖2 PROFIBUS總結存取協議
令牌傳遞程序保證了每個主站在一個確切規定的時間內得到總線存取權(令牌)，令牌是一條特殊的電文，它在所有主站循環一周的最長時間是事先規定的，在PROFI- BUS中，令牌只在各主站之間通信時使用。
令牌調度原理是在多主網絡中令牌調度必須確保每個主站有足夠的時間完成它的通信任務，用戶組織全部目標令牌循環時間(TTR)進入所有主站的通信任務帳戶，每一個主站根據下式計算它接收令牌后完成它的通信任務的時間(TTH): TTH=TTR-TRR
其中，TTH為持有令牌時間;TTR為目標令牌循環時間;TRR為實際令牌循環時間。
在總線運行初建時，主站介質存取控制MAC的任務是制定總線上的站點分配并建立邏輯環，在總線運行期間，斷電或損壞的主站必須從環中排除，新上電的主站必須加入邏輯環。另外，總線存取控制保證令牌按地址升序在主站間傳送，各主站的令牌子具體保持時間取決于該令牌配置的循環時間。此外，PROFIBUS介質存取控制的特點是監測傳輸介質及收發器是否損壞，檢查站點地址是否出錯以及令牌錯誤。
3 水泥回轉窯控制系統設計
3.1 系統組成
根據工藝要求及水泥廠的實際情況，本文針對2000t/d新型干法水泥生產線，采用基于PROFIBUS-DP與PA網絡和Simens S7-300PLC實現現分散控制、集中管理的智能集成控制系統，在功能實現上分為三級，即現場總線級、中間通訊級和上層監控、管理級，如圖3所示。
圖3 系統組成
根據PROFIBUS總線存取協議，PROFIBUS總線可構成三種系統:純主一從系統、純主一主系統、混合系統。混合系統由一級主站、二級主站和從站組成，提高了系統組態的靈活性。一級主站―中央控制器，在預定的信息周期中與分散的從站交換信息，完成總線通信的控制和管理任務，通常為PLC或PC機。二級主站為操作員工作站、編程器和操作面板等，完成各站點的數據讀寫、系統配置和故障診斷等操作。從站為傳感器、執行部件、信息采集和發送設備等所有現場設備。多主站系統的主站之間按地址編號順序，沿上行方向傳送令牌，得到令牌的主站在規定的時間內擁有總線控制權，主從之間按主一從方式傳送信息。
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