主要的现场总线简介

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1、主要现场总线与现场总线控制系统王　　平重庆邮电大学自动化学院主要内容现场总线的产生与发展过程主要的现场总线及其系统用户在现场总线选型时的考虑第一部分现场总线的产生与发展现状现场总线技术产生的背景现场总线技术产生于二十世纪八十年代是为满足日益急迫的企业综合自动化的需求开放性通用性可靠性智能仪表为现场总线的出现奠定了基础近年来成为控制领域的研究热点现场总线技术开发之热是近年之举信息时代各项技术发展对测控系统提出的要求计算机技术网络与通信技术自动控制技术信息（IT）技术网络化、信息化给自控技术的发展提供的机遇各国投入巨额资金与人力在开发这一技术，形成了企业、国家、国际标准

2、欧洲、北美、亚洲、中国现场总线标准各种各样由于刚开始没有一个统一的国际标准，各企业和企业集团相继开发自己的总线产品，制定现场总线标准，形成了百花齐放的现状据不完全统计，目前市场上形形式式的现场总线有200多种号称为开放标准的也有二、三十种现场总线国际标准IEC61158包含了八种类型，据说可能还要增加到十二种类型现场总线国际组织的演变历史ISA（自1984年）IEC（自1985年）ISP基金会（1992）现场总线基金会（FF）（1994）WorldFIP北美（1993）SP-50IEC61158法国（1987年）德国（1986年）ProfibusFIPRosemoun

3、t、Siemens等公司基于ProfibusHoneywell、Bailey等公司基于FIP现场总线的发展中充满了竞争现场总线的发展过程中充满了竞争经济因素：每种总线都有一个或多个公司且多是大型跨国公司为背景，公司的利益与总线的发展息息相关原先投入较大的现场总线技术不甘轻言放弃政治因素：总线之间的竞争还涉及国家、地区间的竞争1998年前，现场总线以制定单一国际标准为目的FF成为最有可能成为国际标准的总线FF成为国际标准的努力受到多方阻力最后通过妥协，现场总线技术出现了协调共存、共同发展的局面市场上主要的现场总线标准P-NetProfibusWorldFIPFounda

4、tionFieldbus（包括HSE）ControlNetInterbusSwiftNetAS-ICC-Link还有HART、LonWorks、Modbus….主要的现场总线比较开关量信号红外色谱扫描仪器传感器分析仪器单回路控制器驱动装置微驱动装置控制阀门马达启动器接触器电磁阀ASI数据宽度：位字节数据流SeriplexCANBaseNetworksINTER-BUSPROFI-BUS-DPPROFIBUSP-NETLONWorksFIPFOUNDATIONFieldbus各种现场总线的应用领域数据来自美国VDC公司所作调查各类现场总线的市场占有情况第二部分主流现场总

5、线技术与现场总线系统简介ISO/OSI参考模型应用层表示层会话层数据链路层物理层传输层OSI模型7654321应用层表示层会话层数据链路层物理层传输层网络层传输介质HART协议：HighwayAddressableRemoteTransducer（可寻址远程传感器数据公路），是由Rosemount公司提出的用于现场智能仪表和控制室设备间通讯的一个过渡性协议。HART通讯协议参照ISO/OSI的模型标准，简化并引用其中的1，2，7三层制定而成，即：物理层、数据链路层和应用层。HART协议由于兼有模拟（4~20mA）和数字两家之长，目前成为智能仪表“事实上”的标准HART

6、不是现场总线的国际标准，但却是从模拟控制系统向标准的现场总线过渡的一块踏脚石。专家们预计，HART在国际上的使用寿命为15~20年，在国内由于客观条件所限，这个时间会更长一些HART协议HART协议物理层采用了Bell202标准的FSK频移键控技术。实现了4~20mA模拟信号与数字通信的兼容。单台设备通信距离3000m，多台设备互联通信距离1500m。HART通信与应用命令通信方式主从模式突发模式应用层命令通用命令：对所有符合HART协议的现场设备都适用的命令，包括量程、变量、单位等的读操作普通应用命令：适用于大部分符合HART协议的产品，但不同公司的HART产品可能

7、会有少量区别，如写主变量单位，微调DA的零点和增益等。特殊命令：仅适用于某种具体的现场设备。这是各家公司的产品自己所特有的命令，不互相兼容，如特征化，微调传感头校正等。IEC现场总线（IEC61158）通信参考模型协议数据与信息编码所支持的通信模式：客户/服务器；发布/预定接收；报告分发；星型或总线型拓扑铜质线缆，光纤可寻址的最大节点数232/段；216/网络可挂接的最大节点数32/段，216/网络最大距离：31.25Kbps时1900米；1M750米，2.5M500米FFH1通信参考模型协议数据与信息编码客户/服务器（参数设置）；发布/预定接收（刷