《现场总线讲座》PPT课件

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1、现场总线技术现场总线特点及总线标准总线网络结构与通信规范几种流行的现场总线现场总线控制系统>什么是现场总线？它是现场仪表之间以及现场仪表与监控计算机之间的全数字、串行双向、多站点的开放型通信系统。现场总线特点及总线标准现场总线是企业实现综合自动化、信息化、管控一体化的需要。（TQCSE）>现场总线的产生和发展高新技术的发展为现场总线的产生奠定了基础。现场总线技术是测控领域的通信和网络技术。现场仪表FieldBusEthernet管理层监控层现场总线将分散的有通信能力的测量控制设备作为网络节点，连接成能相互沟通信息，共同完成自控任务的网络。FCS是第5代控制系统>现场

2、总线技术特点开放性：现场总线的一致性、公开性。互操作与互用性：现场设备间的信息沟通、互可操作及不同厂家设备的相互替换。功能自治性：传感测量、补偿计算、信息处理与控制功能在现场仪表中完成。高度分散性：构成一种全分散性的控制系统结构。环境适应性：支持各种传输介质、两线制和本安防爆。>现场总线标准工业控制总线标准主要由IEC的几个技术委员会负责。IECTC65制订了用于工业控制系统的IEC61158。目前流行的PROFIBUS、FF等现场总线也纳入了IEC的Type1~8标准。IECTC17B制订了用于低压开关和控制装置的IEC62026。广为使用的DEVICENET、A

3、S-I等总线也纳入了IEC标准。现场总线标准的制订工作起步很早，由于各大集团公司从自身的利益出发，意见不一，经多年争论，在2000年颁布了涵盖多种规范的现场总线标准,统一标准的愿望未能实现。>IEC61158的标准现场总线Type1：IEC61158技术报告。Type2：ControlNet，得到CI组织的支持。Type3：Profibus，得到PNO组织的支持。Type4：P-NET，得到该总线用户组织的支持。Type5：FF-HSE，由FF组织开发。Type6：Swiftnet，得到美国波音公司的支持。Type7：WorldFIP，属欧洲标准EN50170。Ty

4、pe8：Interbus，得到InterbusClub支持。现确认包括Profinet在内的共10种类型，且在2007年之前不再增加。（规范共4600多页）由上可知，标准的问世只是划定了若干现场总线的市场疆域，并让一些大公司和集团以此为基础再图发展，寻求进一步的商业利益。有人提出：对由不同基础、不同应用背景、不同科学底蕴的集团和公司用一种“统一”的标准约束是否合理?能否统一？从2001年开始，现场技术发展的重点已不是去追求统一标准；而是集中在如何合理应用,发现并解决问题,切实地推动FCS的实际应用。同时在推广应用过程中确定不同现场总线的适用场合、性能价格比等,以实现

5、优化设计。总线网络结构与互连规范>网络结构星型：每个站点都连接到中央节点。环型：站点连接成一封闭环路。总线型：所有站点共享一条传输链路。树型：总线结构的扩展形式。>传输介质双绞线、同轴电缆、光缆、电力线等。>介质访问策略(MAC)CSMA/CD：站点的发送是随机的，为避免争用介质引起的冲突，要监听传输线上是否有信息在发送(先听后讲)。TokenRing：站点的发送是受控的，令牌在环型网上传送，只有获得此令牌的站点，才有权向环路发送信息。TokenPassingBus：兼有CSMA结构简单和TokenRing无冲突的优点，物理结构上是总线网，逻辑结构上是环型网。>网络

6、互连规范(OSI参考模型)物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层物理层提供为建立、维护、断开物理连接的机械、电气、功能等特性。数据链路层用于建立、维护拆除链路连接，实现无差错传输的功能。应用层提供用户服务，如文件传输等。>网络互连设备中继器用于物理层，起信号放大作用。网桥用于连接两个不同数据链路层协议的网络。路由器用于网络层，实现不同子网之间的数据传输。网关用于不同通信协议和不同操作系统网络之间的互连。几种流行的现场总线-FoundationFieldbus-Profibus（ProcessFieldbus）-LonWorks（LocalOper

7、atingNetworks）-CAN（ControlAreaNetwork）HART（HighwayAddressableRemoteTTransducer）-IndustryEthernet-Modbus、RS–485等FF总线的特点>FoundationFieldbus用于现场级控制的FF-H1传输速率32.25Kbps,直接通信距离达1900m，其现场仪表可完成检测、变送、调节、计算、报警、故障诊断等控制与信息处理任务。FF-H1采用令牌传递的总线控制方式,令牌传递由链路活动调度器（LAS）控制,以确保信息传递的及时性。(周期信息和非周期信息)在应用层之上