现场总线论文[1]

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1、现场总线结业论文姓名：刘泽华学号：20080308学院：电气信息工程学院班级：08测控技术与仪器1.现场总线介绍   现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。也就是将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。原来这些机器间的主体配线是ON/OFF、接点信号和模拟信号，通过通讯的数字化，使时间分割、多重化、多点化成为可能，从而实现高性能化、高可靠化、保养简便化、节省配线（配线的共享）。是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统

2、。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。一般把现场总线系统称为第五代控制系统，也称作FCS——现场总线控制系统。人们一般把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代，把4～20mA等电动模拟信号控制系统称为第二代，把数字计算机集中式控制系统称为第三代，而把70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS称作第四代。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统，一方面，突破了DCS系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、

3、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。可以说，开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。2.现场总线的主要产品连接于总线上的产品，可以分为有源和无源两大类。2.1.有源产品有源产品可以产生通讯信号、响应信号、调整信号或者兼而有之。有源产品包括以下部件：　2.1.1节点（Node）；总线上可以编址的设备。2.1.2总线模块(BusModulea)；任何形式的现场节点，可以使用端子或接插件连

4、接传感器、阀门、按钮等各种现场装置。   2.1.3网关（Gateway）；一种特殊的节点，用于两面种不同的总线之间的信号和数据变换。   2.1.4放大器；一种用于实时（加强）信号，以精确复制原始信号。连接同一总线的两部分，解决通讯信号在通讯线上由于电气损耗而造成的衰减。当信号变弱而不变形时可以使用放大器。   2.1.5中继器（Repeater）；用于加强信号，产生不变形的新信号。连接同一总线的两端，当信号变弱或变形时可以使用中继器。   2.1.6.桥（Bgridge）；有两类桥。一种是用于连接同

5、一种协议，不同传输速度的两个段。另一种是一种智能的中继器，当通讯的源地址和目的地址位于不同总线段时，用于重复两个段间的数据。桥必须被编程设定地址和相关的段。当桥读地址时，要有几个位的等待时间。桥可以应用于设备级总线，但应用并不普遍。   2.1.7路由器（Router）；用于广域网的高等级桥。这类产品很少应用于设备级总线。   2.1.8有源多端口分接器（Activehub）多端口中继器或放大器，以增加总线的分支能力。   2.1.9接口卡、接口模块（Interfacecard,interfacemod

6、ule）；指网关的常用术语，作为PLC或PC到设备及总线的接口。2.2无源总线产品无源总线产品包括：   2.2.1T型分支（Tee）；用于产生总线上的一路分支。　　   2.2.2无源多端口分接器（Passivehub）；多端口T型分支。   2.2.3终端电阻（TerminatingResistor）；安装在总线的始端和末端的电阻，用于稳定和调整信号。   2.2.4总线电缆（Busline）；连接节点，传送数据的各种电缆。3.现场总线控制系统的结构及其特点国际电工协会（IEC）的SP50委员会对现

7、场总线有以下三点要求：同一数据链路上过程控制单元（PCU）、PLC等与数字1/O设备互连；现场总线控制器可对总线上的多个操作站、传感器及执行机构等进行数据存取；通信媒体安装费用较低。现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备（即现场级设备）与更高层次自动控制领域的自动化控制设备（即车间级设备）之间的联系。现场总线控制系统主要包括一些实际应用的设备，如PLC、扫描器、电源、输入输出站、终端电阻等。其它系统也可以包括变频器、智能仪表、人机界面等。系统中的主控器（Host）可以是

8、PLC或PC，通过总线接口对整个系统进行管理和控制。其总线接口，有时可以称为扫描器。可以是分别的卡件，也可以集成于PLC中。总线接口作为网络管理器和作为主控器到总线的网关，管理来自总线节点的信息报告，并且转换为主控器能够读懂的某种数据格式传送到主控器。总线接口的缺省地址通常设为"0"电源，是网络上每个节点传输和接收信息所必须的。通常输入通道与内部芯片所用电源为同一个电源，习惯称为总线电源。而输出通道使用独立的电源，称为辅助电源。总线电缆和终