现场总线技术(重庆大学罗克韦尔自动化实验室)

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1、现场总线技术重庆大学罗克韦尔自动化实验室现场总线的由来随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次，覆盖从工段、车间、工厂、企业乃至世界各地的市场。信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。现场总线(fieldbus)就是顺应这一形势发展起来的新技术。现场总线的由来计算机控制系统检测输入设备中央计算机控制输出设备生产过程检测变量操作变量现场总线的由来集中式控制系统检测输入设备中央计算机控制输出设备生产过程检测变量操作变量CRT操作台现场总线的由

2、来分布式控制系统（DCS）现场总线的由来分布式控制系统（DCS）I/O4-20mAAnalyzerPLC4-20mA控制站操作站LAN现场总线的由来基于现场总线的分布式控制系统（FCS）现场总线的定义根据IEC的标准定义：“安装在制造和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、双向串行传输、多线通信的数据总线称为现场总线。现场总线的定义现场总线的含义(1)现场通信网络用于过程自动化和制造自动化现场仪表或现场设备互连的通信网络；(2)现场仪表互连网络互连设备是传感器、变送器、执行器、控制器等现场仪表；(3)功能块分散构成控制系统的多个功能块分散在多

3、台现场仪表或现场设备中；(4)互操作性不同厂家的现场仪表或现场设备可以互相通信，并可以统一组态；(5)互连网络系统现场仪表和控制室设备之间构成互连网络系统。现场总线的类型目前国际上是多种现场总线并存，IEC现场总线标准(IEC61158)是迄今为止制定时间最长、投票次数最多、意见分歧最大的国际标准之一。IEC于2000年1月4日公布投票结果。IEC61158采用以下8种现场总线：类型1：IEC61158技术报告(即FFH1)类型2：ControlNet(美国Rockwell)类型3：PROFIBUS(德国Siemens)类型4：P-NET(丹麦Process

4、Data)类型5：FF(美国Fisher-Rosemount)类型6：SwiftNet(美国Boyin)类型7：WorldFIP(法国Alston)类型8：Interbus(德国PhoenixContact)注：IEC现场总线标准的8种类型都是平等的，并要求类型2－8对类型1提供接口，但不要求类型2－8之间提供接口。现场总线的类型除了上述八种类型外，还有其他一些现场总线：Lonworks：美国Echelon公司推出并与摩托罗拉、东芝公司共同倡导，采用全部7层协议。DeviceNet：由原AB即现在的罗可韦尔公司推出的。CAN：德国BOSCH公司推出的HART：美国

5、Fisher-RosemountAS-I：执行器-传感器接口的，RS-485：不能称为现场总线，却是现场总线的鼻祖。现场总线回顾制定一个统一的现场总线一直没能实现的原因：每种总线的产生都有其一定的应用背景，如Profibus在制造业，WorldFIP、FF在过程控制行业，P_Net在农业自动化领域。每种总线都有一个或多个大公司，且多是大型跨国公司为背景。如WordFIP主要由Alstom公司支持，Profibus以Siemens公司为主要支持，ControlNet则以Rockwell公司为主要背景。每种总线都力图开发其应用领域，以扩张其势力范围。每种总线大多将自

6、己作为国家或者地区标准，以加强自己的竞争地位，如P-Net以成为丹麦标准，Profibus已成为德国标准，WorldFIP已成为法国标准。NetLinx工业控制网络新纪元RockwellAutomationEthernet,ControlNet,DeviceNet,NetLinx下的三层网络InformationLevel(EtherNet/IP)DeviceLevel(DeviceNet™)StationMMI24vdc509-BODModularI/OBlockI/OMicroDriveControlLevel(ControlNet™)GatewayorLink

7、ingDeviceProgrammableDeviceSupportPCMotorStarterMicroPLCOperatorInterfaceDriveServoGatewayorLinkingDeviceMaintenancePCDesktopPCController以太网络信息层控制层网络设备层网络三层网络的着眼点信息层：高速报文传送高容量数据共享控制层高速I/O信息和报文的传送有效的数据共享确定性和可重复性设备层有类似于控制层的要求，但更强调降低费用、系统调试时间设备网－DeviceNet设备网——连接工业现场设备DeviceNet总线含义Devic