工业控制网络01李中伟

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1、工业控制网络（现场总线）主讲教师：李中伟哈工大网络与电气智能化研究所1问题：1.什么是工业控制网络（现场总线）？2.学习本门课程都需要具备那些基础？3.学习本门课程的主要目的是什么？4.本门课程将主要讲述哪些内容？哈工大网络与电气智能化研究所2学习本门课程需具备的基础电子技术（模拟电子技术和数字电子技术）单片机/微处理器/微控制器/ARM（嵌入式系统）/CPLD/FPGA/DSP技术数据通信与计算机网络哈工大网络与电气智能化研究所3学习本门课程的主要目的了解主流现场总线，熟悉其特点、优点组建一个具体的现场总线网络（系统）时，知道如何选用现场总线学习现场总线协议，设计现场总

2、线通信接口及其节点促进现场总线技术在我国的应用与发展哈工大网络与电气智能化研究所4本门课程的主要内容绪论数据通信与计算机网络基础EIA232、EIA485、Modbus总线CAN总线DeviceNet总线ControNet总线其他现场总线简介及现场总线发展趋势介绍哈工大网络与电气智能化研究所5第1章绪论1.1工业控制网络的发展历程1.2现场总线的概念1.3现场总线系统的组成与体系结构1.4现场总线的技术特点及优点1.5现场总线标准1.6现场总线应用领域哈工大网络与电气智能化研究所61.0工业控制网络的发展历程机械式（液动式、气动式）仪表缺点：仪表体积较大，适合单机控制年代

3、：20世纪30年代到40年代初电动仪表使用4-20mA电流环模拟信号缺点：线缆较多年代：20世纪50年代哈工大网络与电气智能化研究所71.0工业控制网络的发展历程CCS（ComputerControlSystem）中央控制计算机系统包括2种类型：SCADA（SupervisoryControlandDataAcquisition）监视控制与计算机采集系统DDL（DirectDigitalControl）直接数字控制系统年代：约1962年特点：控制集中，危险集中，对中央控制计算机要求高哈工大网络与电气智能化研究所81.0工业控制网络的发展历程DCS（DistributedC

4、ontrolSystem）集散控制系统/分散控制系统/分布式控制系统是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的年代：约1976年FCS（FieldbusControlSystem）现场总线控制系统年代：约1972年总结（FCS产生的原因）：生产力水平的发展所要求；由简到繁、再由繁到简的螺旋式上升发展过程。哈工大网络与电气智能化研究所91.1现场总线的概念国际电工委员会制定的国际标准IEC61158对现场总线（Fieldbus）的定义是：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的

5、数据总线称为现场总线。哈工大网络与电气智能化研究所101.1现场总线的概念第2版（Ed2.0）IEC61158-2用于工业控制系统中的现场总线标准——第2部分：物理层规范（PhysicalLayerSpecification）与服务定义（Serverdefinition）又进一步指出：现场总线是一种用于底层工业控制和测量设备，如变送器（transducers）、执行器（actuators）和本地控制器（localcontrollers）之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。哈工大网络与电气智能化研究所111.1现场总线的概念对现场总线概念的理解和解释还存在一些不同的表述

6、。现场总线一般是指一种用于连接现场设备，如传感器（sensors）、执行器以及像PLC、调节器（regulators）、驱动控制器等现场控制器的网络；哈工大网络与电气智能化研究所121.1现场总线的概念对现场总线概念的不同的表述：现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络；哈工大网络与电气智能化研究所131.1现场总线的概念对现场总线概念的不同的表述：现场总线是一种串行的数字数据通信链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备（现场设备）之间以及更高层次自动控制领域的自动化控制设备（车间级

7、设备）之间的联系；哈工大网络与电气智能化研究所141.1现场总线的概念对现场总线概念的不同的表述：现场总线是连接控制系统中现场装置的双向数字通信网络；现场总线是从控制室连结到现场设备的双向全数字通信总线；哈工大网络与电气智能化研究所151.1现场总线的概念对现场总线概念的不同的表述：现场总线是用于过程自动化和制造自动化（最底层）的现场设备或现场仪表互连的现场数字通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成；哈工大网络与电气智能化研究所161.1现场总线的概念对现场总线概念的不同的表述：在自动化领域，“现场总线”一词是指安装在现场的