现场总线技术--38号黄小华

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1、现场总线技术学习报告自动化111班38号黄小华1.现场总线的定义所谓现场总线，按照国际电工委员会IEC61158的定义，是指安装在翩造或过程区域的现场装置之间、以及现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行和多点通信的数据总线。以现场总线为基础而发展起来的全数字控制系统称作现场控制系统(FCS)。现场总线与传统的控制方式的显著区别在于其通讯方式的不同。现场总线是用于智能化现场设备和基于微处理器的控制室自动化系统间的全数字化、多站总线式的双向多信息数字通讯的通讯规程。是互相操作以及数据共享的公共协议。可以认为．现场总线是通信

2、总线在现场设备中的延伸。允许将各种现场设备。如变送器、调节阀、基地式控制器、记录仪、显示器、PLC及手持终端和控制系统之间，通过同一总线进行双向多变量数字通讯。2.现场总线的发展历史方方面面的原因，现场总线的发展经历了曲折的历史，而且至今还没有形成一致的国际标准．从20世纪70年代．现场总线技术就已经萌芽，并在生产现场安装使用．由于现场总线技术表现出的突出优点，欧美的许多厂家为此进行了大量的工作，它们各自采用不同的方法、不同的信号标准进行产品开发．结果导致了众多的智能化工业控制仪表不相兼容．从用户使用的角度看，这样的状况很不利于生

3、产的全球化发展．鉴于这种情况。国际电工技术委员会(IEC)从1985年开始着手制订国际性的智能化现场设备和控制室自动化设备之间的通讯标准。并命名为Fieldbus。即现场总线．然而，也就是从此之后，关于现场总线的战争开始了，一直持续至今．这其中有技术上的问题，更重要的是经济的、甚至是政治上的原因．这里只简单讨论其标准化的进程．1985年国际电工技术委员会(IEC)制订现场总线标准，实际是后来德国的PROFIBUS与法国的FIP在技术上的争端而未达成协议．与此同时，美国仪表协会(ISA)下属的标准与实施工作组的ISA／SP50开始制

4、订现场总线标准．但都没有达成一致统一的结果．无法达成统一的协议，基于经济利益的原因，各国各大公司纷纷开发自已的产品占领市场．各种现场总线标准相继产生．1986年，德国推出Profibus过程现场总线标准．1990年，美国Echelon公司推出LonWorks现场总线产品．1992年，Siemens、Rosemount、ABB、Foxboro、Yokogawa等80家公司联合，成立ISP(InteroperableSystemProject，可互操作系统规划)协会，着手在Profibus基础上制定标准．1993年。Honewell、

5、Bailey等公司成立WorldFIP协会，有120家公司参加，以法国标准FIP(FactorInsrtumentationProtoc01)为基础制定标准．1994年ISP与WorldFIP(北美部分)两大集团握手言和，成立了现场总线基金会FF(FieldbusFoundation)．FF成立后，标准制定工作进展较快．1996年，FF公布了低速总线H1标准，并安装了示范系统．将不同厂商的符合FF规范的设备互连构成控制系统和通讯网络．使H1低速总线开始步人实用阶段．这十年间，现场总线的争端处于胶着状态，直到1999年6月15日，国

6、际电工技术委员会(IEC)决定以新的思路解决争端，在经过艰苦的努力之后，2000年1月4日。IEC宣布现场总线国际标准以86oA赞成、12％反对通过，IEC一61158面世[2][“．实际上。IEC宣布现场总线国际标准并不是一种完全意义上的统一标准。其中包含有8种不同的现场总线协议，这8种通信协议。互不兼容，距离统一标准的现场总线，还有很大距离．虽然这些现场总线在功能上可以互补．但如果考虑到世界上已有30多种有影响的现场总线，这也还是在统一的路程上，前进了一大步．4现场总线的特点以现场的智能仪表为基础，按现场总线技术构建起来的现场

7、总线控制系统(FCS)，解决了传统控制系统一对一封闭回路、集中控制的状况，彻底将控制功能下放至现场的智能仪表，“分散控制·集中监控”，具有显著的特点．(1)结构简洁，易安装维护扩充系统．即用一条传输线连接多台仪表，双向传输数字信号．这种结构使得接线简单、安装费用低、容易维护．增加现场控制设备与仪表时，只需要挂接到电缆上，无需架设新的电缆．(2)高可靠性．网络数据通信采用基带传输(即数字数据数字传输)，数据传输速率高(为Mbit／s或10Mbit／s级)，实时性好，抗干扰能力强；(3)现场级信息集成能力强．现场级的智能仪表不仅可以实

8、现传感测量、补偿计算、工程量处理与控制。而且可实现设备状态、故障、参数信息的双向传送．即系统除完成远程控制。还可实现远程参数化工作，管控一体化．(4)互可操作性与户用性．用户可以将不同制造商的符合同一协议的不同品牌的仪表集成在一起。构成所需要的控制