现场总线是设备在生产进程区域的现场设备、外表与操控室内的主动操控设备、体系之间的一种串行、数字式、多点、双向通讯的数据总线。或者说，现场总线是以单个涣散的数字化智能化的丈量和操控设备作为网络节点，用总线相衔接，完结彼此交流信息，共同完结主动操控功用的网络体系与操控体系。
现场总线操控体系(FCS)是信息数字化、操控涣散化、敞开互操作性的新一代工业主动化操控体系，是信息技能化、智能化、数字化、网络化向现场的开展。 FCS的实质是信息处理现场化，具有开发性、互操作性、互换性、可集成性，可靠性高、易维护和办理，下降出资，减小运转费用，增强了现场级信息集成才能。它克服了传统工业进程操控体系的出资高，传输精度和抗干扰功用低，体系不敞开、可集成性差，不易设备、维护和办理的缺陷。
现场总线是 FCS的关键设备之一，现在比较有代表性的是Profibus(ProcessFieldbus)和FF(Foundation?Fieldbus)。 Profibus由三个兼容部分组成：Profibus-DP、Profibus-PA和Profibus-FMS。
Profibus-DP(Decentralized?Periphery)：是一种经过优化的高速廉价的通讯衔接，专为主动化操控体系与涣散的I/O设备级之间通讯运用而规划的。它可替代24VDC或4-20mA信号传输。Profibus-DP运用物理层，数据链接层(第1，2层)和用户接口，用于现场层的高速数据传送。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。此外，ProfibusS-DP还供给智能化现场设备所需的非周期性通讯以进行组态、确诊和报警处理及杂乱设备在运转中参数的确认。Profibus-DP的根本功用和特性如下：
(1)远间隔高速通讯：波特率从9.6Kbit/s到12Mbit/s;最大间隔12Mbps时100m，1.5Mbps时200m，还能够用中继器加长。
(2)分布式结构：各主站间令牌传递，主从站间为主-从传送。每段可达32个站，用衔接器衔接段，最多可达126个站。
(3)易于设备：由于RS-485的传输技能简略，双绞线的敷设不需专业知识，总线结构使得一个站点的装卸载不影响其它站点的正常作业，体系的设备还能够别离进行，后期设备的体系不会对前期设备的体系形成阻碍。
(4)确诊功用：经过扩展的Profibus-DP的确诊功用能对毛病进行快速定位，确诊信息在总线上传输并由主站收集。
(5)敞开式通讯网络。
(6)可靠性和维护机制。
每个体系包含三种类型的设备：
(1)一级DP主站，即中心操控器(如PC、PLC),可与其它站交流信息。
(2)二级DP主站，指组态设备、编程器、或操作面板，完结各站点的数据读写、体系装备、毛病确诊等。
(3)DP从站，指进行输入输出信息收集和发送的外围设备(如PLC，涣散式I/O，驱动器、传感器、执行机构等)
2 Profibus-DP现场总线用于水电厂机组操控的优越性
近年来，我国水电厂计算机监控体系的开展尽管较快，但由于基础薄弱，所完结的功用还比较简略，远远落后于发达国家，特别是少人值守、无人值勤水电站只是处于起步阶段，与美、法等国家根本完结了无人值勤相距甚远。
跟着现场操控技能的开展，现场总线的重要性已被越来越多的人重视，现场总线产品越来越多，现场总线操控体系越来越多地应用于主动操控范畴。将现场总线技能应用于水电厂操控，能使水电厂生产进程主动化程度大大进步，逐渐缩短我国水电厂监控技能与国外的距离，然后赶上先进国家。详细地说，现场总线应用于水电厂机组操控具有如下优越性：
(1)完结了体系的全敞开性。敞开主动化体系是现场总线开展的必然趋势;
(2)完结了真实的涣散操控。把操控功用下放到现场，每个操控回路完全由涣散设备的现场智能外表来完结，增强了体系数据处理的就地化;
(3)完结了全数字化通讯。使体系抗干扰性和检测精度大为进步;
(4)安全可靠、组态灵敏、简略易用。现场总线充分利用了用户层规则的规范的“功用模块”来组态成为体系，使操控战略的组态操作十分简略;
(5)经济效益高。现场总线构成的水电厂监控体系共用一条数据总线传递信息，总线介质丰厚，节约电缆和操控设备等。
3 水电厂机组操控体系的完结
水电厂机组主动操控的根本任务是凭借主动化设备来完结机组操作和油、气、水等辅佐设备的逻辑操控和监督，然后完结发电进程的主动化和全厂归纳主动化。咱们这儿所说的机组操控体系主要是完结水轮发电机组的主动开机、各种工况转化、正常停机、毛病停机等功用。
水电厂操控体系规划的根本原则是：
(1)先进性。充分利用主动范畴的先进技能及分层分布式全敞开的结构。
(2)实用性。功用装备和设备选型以满足生产进程的实际需要为主要方针。
(3)可靠性。应选用高可靠性的工控设备，并选用冗余技能和模块化技能。
(4)经济性。重视体系的功用价格比，使出资得到满足的收益。
(5)可操作性。可进行惯例主动操作或装备不同操作权限的主动操作。
(6)可维护性。体系选用模块式结构，设备毛病时，只需替换相应模块即可。
(7)主动化程度高。依据“无人值勤、少人值守”形式进行总体规划。
(8)习气性好。体系应能习气水电厂现场环境的要求。
(9)人机界面友爱。契合水电厂运转人员操作习气。
3.1 硬件构成
依据水电厂监控体系的特色和要求,规划体系结构如图1所示，各个功用彼此独立，别离由不同部分结合相应的软件程序来完结。
图1体系结构图
图2 硬件组成
依据体系结构图，咱们能够有多种计划完结，但经过归纳考虑，规划硬件结构如图2所示，下面临各组成部分作详细阐明：
(1)主站
一级主站选用西门子S7-300系列的CPU315-2DP?PLC作为中心操控器，由其运转整个操控程序，且完结与其它站的信息交流。
