关于pa仪表在macs系统中的应用

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1、PA仪表在和利时MACS系统中的应用杜丙银摘要：PA总线仪表是现场总线仪表的一种，属于Profibus总线的室外标准。对于采用的是DP协议DCS系统，如果把PA仪表连接进来，就需要对其进行转换，这里主要介绍DP/PA的转换和使用。关键词：DP总线；PA总线；GSD文件；DCS系统。一、Profibus-PA总线介绍Profibus-PA（ProcessAutomation）是专为过程自动化而设计的，它可使传感器和执行器接在一根共用的总线上，可应用于本征安全领域，根据IEC61158－2国际标准，Profibus-PA可用双绞线电缆总线供电技术进行数据通信，数据传输采用扩展的Pro

2、fibus-DP协议和描述现场设备的PA行规，使用电缆耦合器，Profibus-PA装置能很方便的连接到Profibus-DP网络。目前国产DCS系统采用Profibus-DP总线的主要有北京和利时系统工程股份公司的MACS系列DCS系统（和利时MACS系统）。Profibus-PA适用于Profibus的过程自动化。PA将自动化系统和过程控制系统与压力．温度和液位变送器等现场设备连接起来，PA可用来替代4－20mA的模拟技术。Profibus－PA具有如下特性：（1）适合过程自动化应用的行规使不同厂家生产的现场设备具有互换性。（2）增加和去除总线站点，即使在本征安全地区也不会影

3、响到其它站。（3）在过程自动化的Profibus－PA段与制造业自动化的Profibus－DP总线段之间通过藕合器连接，并使可实现两段间的透明通信。（4）使用与IEC61158－2技术相同的双绞线完成远程供电和数据传送。（5）在潜在的爆炸危险区可使用防爆型“本征安全”或“非本征安全”。Profibus－PA行规保证了不同厂商所生产的现场设备的互换性和互操作性，它是Profibus－PA的一个组成部分。PA行规的任务是选用各种类型现场设备真正需要通信的功能，并提供这些设备功能和设备行为的一切必要规格。目前，PA行规已对所有通用的测量变送器和其它选择的一些设备类型作了具体规定，这些设

4、备如：（1）测压力．液位．温度和流量的变送器（2）数字量输入和输出（3）模拟量输入和输出（4）阀门定位器二、DP/PA协议转换及通讯由于Profibus－PA和Profibus－DP采用的通讯协议在很多地方存在差异，如DP协议采用的是RS-485的物理层，高低电平采用的是±5V，而PA的接受的电压范围为9－32V；DP的通讯速率最高可达12Mbps，PA的通讯速率则固定在31.25Kbps，所以如果现场的PA规范的仪表需要和符合DP协议的主控通讯，则必需使用DP/PA协议转换设备。目前生产DP/PA协议转化设备的厂商不太多，应用比较多的有SIEMENS和p+f这两家公司。由于这两

5、家公司的产品各有特色，根据DP层通讯速率的不同要求，实现DP/PA协议转化所需的硬件和网络结构也有很大的不同。1，如果DP层的通讯速率较低，如93.75K,或45.45K的情况下，使用DP/PACoupler即耦合器即可，每个PA仪表相当于一个DP从站，加载PA仪表的GSD文件，PA地址即DP地址，这样就可以和主控通讯了。这种情况下，使用SIEMENS的DP/PACoupler可以达到45.45K的DP通讯速率；使用p+f的DP/PACoupler则可以达到93.75K的速率。值得一提的是，无论那家公司的耦合器，除了受每个DP主站最多带126个从站的限制，其能够负载的的PA仪表数

6、量和PA电缆的总长度还有一些限制。例如在防爆场合，每个Coupler的能够输出的电流被限制在90或110MA，而在非防爆的场合，一般耦合器最大输出电流为400MA。这样根据每个PA仪表的电流消耗，每个耦合器所能负载的PA仪表数量也不尽相同。另外由于PA总线可以接受的电压范围为9－32V，最低必需保证9V的电压，则PA电缆的总长度则有所限制。通常来讲，根据上述要求，系统所需耦合器的数量，PA网络上仪表的布置，必需经过精确的计算。和利时公司几年前曾经在有些现场使用过SIEMENS的耦合器，这样整个DP层不能使用高速的通讯速率，而必需使用45.45K的速率。2，当DP层需要最高可达12

7、M的高通讯速率时，单利用上述的设备就难以胜任了。针对高速的DP速率，SIEMENS和p+f的公司提供了不同了解决方案。西门子公司提供了DP/PALINK和DP/PACoupler一起使用；而p+f公司则采用高速Gateway和PowerLink一起使用来解决高速通讯的问题。结构见下图1，2所示。DP主站DP/PALINKDP/PA耦合器DP/PA耦合器PA仪表PA仪表PA仪表PA仪表PA仪表PA网络Max5DP网络图1SIEMENSDP/PA高速网络结构示意图DP主站Max5DP