第3章现场总线技术概述

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1、本章内容3.1现场总线的产生背景3.2现场总线及现场总线控制系统的定义3.3现场总线的特点3.4现场总线的优点3.5现场总线的国际标准及其制定过程3.6现场总线与IT计算机网络的区别3.7DCS、PLC、FCS的特点和区别3.8现场总线技术的现状和发展趋势●现场总线技术概述2007.2V2.01现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua3.1现场总线的产生背景时代进步的要求和技术基础技术进步的要求在信息时代的背景下，要求对生产系统实施最好的控制，要求获取更多、更好、更实时化的生产过程及设备的信息。回顾：其

2、实从20世纪60年代的直接数字式控制系统、集中式数字控制系统，到20世纪80年代以来的计算机分布式控制系统（DCS）的盛行，无论哪一次技术变革，无不体现在对控制过程及结果的实时性、信息量、速度、精确性等要求的提高和改善，所以现场总线技术也是催生出来的技术。技术基础：3C如果没有电子计算机（Computer）技术、控制（Control）技术和通信（Communication）技术的发展，而且发展到今天这样的水平，则也不会有今天的现场总线技术。●现场总线技术概述2007.2V2.02现场总线技术及应用教程CopyrightbyWan

3、gYonghua3.1现场总线的产生背景技术准备现场智能设备的出现及发展随着微电子技术和大规模集成电路以及超大规模集成电路的迅猛发展，微处理器在过程控制装置、变送器、调节阀等仪器仪表中的应用和智能化程度不断增加，这些智能化的装置可实施信号采集、显示、处理、传输及优化控制等功能，有些还具有自动量程转换、自动调零、自校正、自诊断等功能，信息存储量大的智能设备还提供故障诊断报告、历史数据查询和趋势图等功能。传输技术的发展现代化的工业过程控制对控制系统及仪表装置在速度、精度、成本等诸多方面的更高要求，导致了用数字信号传输技术替代现行的模

4、拟信号传输技术。通信技术的发展这使得传送数字化信息的网络技术在工业控制领域的广泛应用成为可能－这种现场数字信号传输网络技术就是所谓的现场总线技术。●现场总线技术概述2007.2V2.03现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua3.1现场总线的产生背景技术开发和标准制定的战争技术开发由于现场总线技术给工业自动控制领域及相关产业所带来的这场必然变革，其背后必定蕴藏着无限的商机和巨大的商业利益，所以世界上所有的大的电气设备及系统制造商都投入了大量的人力、财力和物力，加入了这场激烈的围绕着现场总线标准和技术的战

5、争。近20年来，国际上出现了200多种现场总线，其中有影响的也有几十种。标准之争每种现场总线都力争使自己成为国家或地区的总线标准，以扩张其势力范围，加强自己的竞争地位，有些总线还成立了自己的国际组织，力图在制造商和用户中创造影响。尽管国际电工委员会从1985年就开始着手制定现场总线的国际标准，但由于巨大的、潜在的国家利益和集团利益，各大公司互不相让，使得现场总线的国际标准耗时15年，而最终以妥协的方式通过。●现场总线技术概述2007.2V2.04现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua3.1现场总线的产

6、生背景过去的骄傲值得一提的是，我国是开发和使用现场总线最早的国家之一。早在1962年，为解决原子弹爆炸现场的数据收集问题，而这些数据采集点是分散在方圆十数千米范围内的，中国的技术人员想出了用一根双绞线把核爆现场的许多探测站连在一起有中控室进行控制核数据采集的方案，实现了最早的现场总线控制系统。由于军事保密以及以后其他的原因等，我国在工业现场总线技术的开发和标准制定方面并没有走在前面。●现场总线技术概述2007.2V2.05现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua3.2现场总线及现场总线控制系统的定义现场

7、总线的定义有人把它定义为应用于现场的控制系统与现场检测仪表、执行装置之间实行进行双向数字通信的串行总线系统。也有人把他称为应用于现场仪表与控制室主机系统之间的一种开放的、全数字的、双向、多点的通信系统。总之，在对现场总线的描述中，开放、全数字、串行通信等字眼是少不了的。国际电工委员会在IEC61158中给现场总线下了一个定义，我们可以认为它是关于现场战线的标准定义：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。在该定义中，首先说出了它的主要使用场合，即制造业自动化、批量

8、流程控制、过程控制等行业，当然在楼宇自动化等行业也是它得心应手的应用场合；其次说出了系统中的主要角色是谁，即现场的自动装置和控制室内的自动控制装置，这里的现场设备或装置肯定是智能化的，不然完不成这么复杂的通信和控制任务，而控制室中的自动控制装置，即主站，更要完成