[发明专利]一种PROFIBUS-PA总线网段设备数量的计算方法

说明书

本发明公开了一种PROFIBUS‑PA总线网段设备数量的计算方法，包括：根据网段波特率计算位时间；根据位时间计算同步时间和传输延迟时间；确定从站延迟时间的最小值和最大值；计算保险余量时间；根据不同波特率的特性，得出令牌接收器延迟时间；计算空闲时间1和空闲时间2；根据空闲时间1和空闲时间2，通过取较大者计算出空闲时间；结合上述各计算结果，计算信息循环时间，从而计算出PROFIBUS‑PA总线网段设备数量。本发明的计算方法充分考虑了位时间T_bit、同步时间T_syn、间隙时间T_id、传输延迟时间T_td、从站延迟时间T_sdr等信息循环时间计算中涉及的众多PPROFIBUS协议时间参数，计算的准确性高。

技术领域

本发明涉及发电厂过程现场总线过程自动化(Process Fieldbus-ProcessAutomation，简称PROFIBUS-PA)网络通信技术领域，具体涉及一种PROFIBUS-PA总线网段设备数量的计算方法。

背景技术

PROFIBUS-PA(Process Automation)符合IEC61158-2标准，称作本质安全(简称本安)传输方式。其特点是编码采用曼彻斯特(Manchester)方式，具有固定的传输速率31.25Kbps，且采用总线向各个设备供电BP(Bus-Power)方式。即二芯电缆本身除了传输信号外，可以对各个接入现场设备进行安全供电。因此，它广泛应用在化工、石油工业等对用电设备有防爆要求的现场控制环境中。相对于PROFIBUS-DP采用的NRZ编码，PROFIBUS-PA编码中含有时间同步信息，故又称它为同步传输方式。PROFIBUS-PA专为过程控制而设计，通俗的理解就是它取代了过程控制中传统的4～20mA模拟量信号。

GB/T 36293-2018《火力发电厂分散控制系统技术条件》，条款5.5.1.1中对控制器的扫描周期有如下规定：CP处理模拟量控制的扫描周期宜不大于250ms。上述规定即指出了在使用PROFIBUS现场总线做为现场层通信的控制系统中，PROFIBUS-PA网段上的信息循环时间宜不大于250ms。一个PROFIBUS总线设备的信息循环时间分别由主站发送请求信息时间+从站延迟时间+从站发送响应信息时间这三部分组成，则整个PROFIBUS总线网段的信息循环时间为该网段所有从站设备信息循环时间的累计和。因此通过一个PROFIBUS-PA总线网段的上述三种时间的累加和，计算出该网段的信息循环时间，进而能够计算出一个PROFIBUS-PA总线网段的设备数量。

PROFIBUS协议规定每个PROFIBUS-PA网段从站设备数量最多为32个，但受消耗电流总量的限制和使用场合的影响，实际工程应用中PROFIBUS-PA网段从站设备要少于这个数目。至于网段设备数量具体多少个，目前还没有任何量化的计算方法或公式。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种PROFIBUS-PA总线网段设备数量的计算方法，该计算方法根据位时间T_bit、同步时间T_syn、间隙时间T_id、传输延迟时间T_td、从站延迟时间T_sdr等众多PPROFIBUS协议时间参数，计算出信息循环时间，进而计算出PROFIBUS-PA总线网段设备数量。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种PROFIBUS-PA总线网段设备数量的计算方法，根据位时间T_bit、同步时间T_syn、间隙时间T_id、传输延迟时间T_td、从站延迟时间T_sdr众多PPROFIBUS协议时间参数，计算出信息循环时间，进而计算出PROFIBUS-PA总线网段设备数量，具体包括以下步骤：

S100：根据网段波特率计算位时间；