计算机总线技术2现场总线

《计算机总线技术2现场总线》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、微处理器嵌入各种仪表仪器和检测系统，导致智能化的趋势。对工业过程控制系统的进一步要求现场总线控制系统（FieldbusControlSystem，缩写为FCS）4现场总线4.1现场总线概述现场总线的定义国际组织现场总线基金会(FieldbusFoundation)定义:现场总线是一种全数字的双向多站点通信系统，适用于仪器仪表和其它工厂自动化设备。它将代替老式的电缆系统。(1)现场通信网络:用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互联的通信网络。(2)现场设备互联:现场设备通过一对传感线互联，传输线可以使用双绞线、同轴电

2、缆、光纤和电源线等。(3)互操作性:现场设备或现场仪表种类繁多，可对不同品牌的现场设备统一组态。(4)分散功能块:FCS把DSC控制站的功能分配给现场仪表，从而构成虚拟控制站。因此可灵活选用各种功能，构成所需控制系统，实现完全的分散控制。(5)通信线供电:通信线供电允许现场仪表直接从通信线上摄取能量，适合于本安型低功能现场仪表。(6)开放式互联网络:现场总线为开放式互联网络，它既可以于同层网络互联，也可与不同层网络，还可以实现网络数据库的共享。（1）现场总线作为现场控制网络技术，被视为公用数据网络在测控领域的延伸，它的兴

3、起为自控技术本身的发展提供了新的机遇（2）现场总线使测控设备具备了数字计算和数字通信能力，提高了信号的测量、传输和控制精度，提高了系统与设备的功能、性能。现场总线的优点（3）现场总线可采用多种介质（多种有线和无线方式）传送数字信号。在两根导线上可挂接多至几十个自控设备，能节省大量线缆、槽架、连接件。（4）现场总线形成真正分散在现场的完整控制系统，提高了控制系统运行的可靠性。丰富了控制设备的信息内容。如阀门动作次数、故障诊断等信息。（5）为控制信息进入公用数据网络创造了条件，沟通了现场设备之间及其与更高理层网络之间的联系。

4、（6）控制网络与数据网络的结合，便于实现信号的远程传送与异地远程自动控制。减少了接线与安装传统的4-20mA仪表接线方式,对每一设备，均需配置一个本安栅，一对接线4-20mAISISISIS多台设备可以共用一个本安栅，一对接线ISFieldbus全分布、网络集成式控制系统现场总线系统是企业的底层网络企业网络的功能层次几种流行的现场总线德国Bosch公司的CAN网络（ControllerAreaNetwork）,美国Echelon公司LonWorks网络（LocalOperationNetwork），德国标准的Profib

5、us(ProfessFieldBus)总线，Rosemount公司的Hart（HighwayAddressableRemoteTransducer）总线，罗克韦尔自动化公司的DeviceNet和ControlNet等。4.2CAN总线CAN(ControlAreaNetwork)总线是德国Bosch公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。特点：通信速率高，可靠性好，价格低廉等，适用：中小规模的工业过程监控设备的互连和

6、交通运载工具电气系统中。CAN总线时一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN可实现全分布式多机系统，且无主、从机之分；CAN可以用点对点、一点对多点以及全局广播几种方式传送和接收数据；CAN直接通信距离最远可达19km（传输率为55kb/s），通信速率最高可达1Mb/S（传输距离为40km）；CAN总线上节点数可达110个。一种多主总线，采用OSI底层的三层网络结构，包括：物理层、数据链路层和应用层。一CAN总线概述CAN总线体系结构物理层的主要内容是规定了通信介质的机械、电器、功能和规程特性。包括以下三个

7、功能（a）物理信令实现与位表示、定时和同步相关的功能。（b）物理媒体附属装置实现总线发送/接收的功能电路，并可提供总线故障检测方法。（c）媒体相关接口实现与物理媒体之间的机械和电气接口。(1)物理层功能(2)数据链路层功能数据链路层的主要功能是将要发送的数据进行包装，即加上差错校验位、数据链路协议的控制信息、头尾标记等附加信息组成数据帧，从物理信道上发送出去；在接受到数据帧后，再把附加信息去掉，得到通信数据。包括逻辑链路控制(LLC)和媒体访问控制（MAC）。(a)LLC子层提供的功能帧接收滤波：数据帧内容由标识符命

8、名。标识符并不能指明帧的目的地，但描述数据的含义，每个接收器通过帧接收滤波确定此帧与其是否有关。超载通告：如果接收器内部条件要求延迟下一个LLC数据帧或LLC远程帧，则通过LLC子层开始发送超载帧，最多可产生两个超载帧，以延迟下一个数据帧或远程帧。恢复管理：发送期间，对于丢失仲裁或被错误干扰的帧，LLC子层具有自动重