现场总线的发展动态

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1、现场总线与工业以太网张勇　高级工程师　ＭＢＡ第一节：现场总线什么是现场总线：现场总线是应用在生产现场、在测量控制设备之间实现双向多节点数字通信的开放型控制网络系统，主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。现场总线是工业数据通信与控制网络技术的代名词，是测控领域的工业数据通信系统。主要用于：制造业、流程工业、交通、楼宇、电力等方面的自动化系统中。早期把现场总线又称为工业电话线，通过连线在测控设备之间传递数据信息，把传感器、按钮、执行

2、机构等连接到控制器、或PLC或工业计算机上。通过相互通信共同执行测量控制任务。总线上的数据输入设备包括按钮、传感器、接触器、变送器、阀门等，传输其位置状态、参数值等数据总线上的输出数据用于驱动信号灯、接触器、开关、阀门等工业数据通信用以满足信息社会对基础设备与过程数据信息的需求数字地球、数字矿山、数字…传递工农业生产过程、大气环境监测、各类交通、楼宇等系统中设备的数字化信息车辆控制等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控制网络现场总线系统是企业的底层网络企业网络

3、的功能层次现场总线是自动化领域的通信、网络技术,也被称之为工厂的底层网络（Infranet）总线是构成自动化系统的纽带，网络所传输的是控制信息。它是有别于计算机网络，电视、电话网络的另一类网络特点：适应工业应用环境，要求实时性强，可靠性高，安全性好。多为短帧传送，通信的传输速率相对较低。二.现场总线技术标准现场总线技术始发于二十世纪八十年代，但对该项技术的开发之热是近年之举主流现场总线技术FFH1ControlNETProfibusInterbus-SWorldFIPHSEP-Net；SwiftNET现场总线的发展

4、中存在的问题：根据相关资料统计，已出现的现场总线一百多种，其中宣称为开放型总线的就有40多种多种总线共存，每种总线都在力图扩充其应用领域每种总线都以一个或多个利益集团支持，标准的斗争就是利益的斗争很多设备制造商参加不止一个总线组织，以便与各种系统协调努力开发与其他总线、系统的接口，把自己的总线与其它总线连接起来，扩大应用范围，保存领地以太网进入工业控制领域，成为新的热点现场总线组织现场总线基金会（FieldbusFoundation）LonMark协会,Profibus协会，工业以太网协会IEA（Industria

5、lEthernetAssociation），工业自动化开放网络联盟IAONA（IndustrialAutomationOpenNetworkAlliance）SocietyofAutomotiveEngineers（SAE）制定现场总线标准的国际标准化组织IECISO１、LonWorks总线集成芯片中有3个8位的CPU，第一个CPU实现7层协议的第一层和第二层，即媒体访问控制器，第二个CPU完成3-6层的功能，称为网络控制器，第三个CPU是应用处理器，执行操作系统服务与用户代码。芯片中还有存储信息的缓冲区，以实现C

6、PU之间的信息传递，作为网络缓冲区和应用缓冲区。LonWorksS总线是完全应用7层协议的现场总线，这是唯一的。通信速率可达1.25Mbps,此时有效距离为130米。每帧有效字节数0-288个字节第三代LonWorks技术应用系统（智能楼宇、连锁店）LonWorks/Ethernet２、CAN总线CAN（ControllerAreaNet,简称CAN）总线是德国Bocsh公司首先宣布开发成功的。起初是为汽车工业设计的，目前已被国际标准化组织批准为国际标准。CAN协议也遵守7层协议中的物理层、链路层与应用层。系统结点

7、由单片机、CAN控制器和CAN收发器组成。CAN总线采用短帧结构传输，每帧为8个有效字节，都配有CRC校验和其它校验措施，保证出错率比较低传输介质可以是双绞线，同轴电缆和光纤。传输距离与通信速率有关。最远距离可达10公里，速率为1Mbps时，传输距离为40米。汽车内部CAN总线（SAE-J1939）多网段的车辆内部网络系统监视屏（驾驶室）终端器发动机变速器网桥终端器终端器终端器终端器终端器刹车系统减速器路由器网桥刹车照明车轴/悬梁终端器终端器至下一拖车250Kbps拖车子网250Kbps专用子网牵引车子网250Kb

8、ps250Kbps牵引车拖车３、PROFIBUS总线PROFIBUS是一种国际化．开放式．不依赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动化．流程工业自动化和楼宇．交通电力等其他领域自动化。PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综