天津实训中心培训西门子现场总线.ppt

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1、第一章现场总线控制系统的组成与认识1.1、现场总线控制系统简介现场总线控制系统是从八十年代中期发展起来的。经历了十几年的时间，现场总线控制技术已经被广泛应用于汽车、造纸、纺织、烟草、机械、石油化工、电力、楼宇自控等各个控制领域。现场总线控制技术由于其巨大的技术优势，被认为是工业控制发展的必然趋势，将逐步取代传统的PLC点对点接线的控制方法。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）之间以及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

2、。与传统的PLC点对点的控制方法相比，现场总线控制系统具有无可比拟的优势。其特点包括：一，具有较高的性能价格比。系统综合成本及时性安装费用减少40%。导线、连接附件的大幅度的减少。由原来的几百根，甚至几千根控制电缆减少到一根总线电缆，从而也使接线端子、电缆桥架等附件大幅度的减少。设计、安装、调试、维护的费用大幅度地减少，维护和改造的停工时间减少60%。原来繁琐的原理图、布线图设计变得简单易行；标准接插件快速、简便的安装，使人力、物力大量的减少；强大的故障诊断能力，使系统的调试和维护变得轻松和愉

3、快。二，系统性能大幅度的提高，使控制系统的档次跨越了一个台阶可靠的数据传输，快速的数据响应，强大的抗干扰能力。许多总线在通讯介质、信息检验、信息纠错、重复地址检测等方面都有严格的规定，从而确保总线通讯快速、完全可靠的进行。自动诊断、显示故障位置。诊断包括总线节点的通讯故障、电源故障，以及现场装置和连接件的断路、短路故障，从而迅速地发现系统的各种故障位置和状态。采用数字信号通讯，有效提高系统的测量和控制精度。各种开关量、模拟量信号就近转变为数字信号，避免了信号的衰减和变形。许多总线节点具有IP67

4、的防护等级，具有防水、防尘、抗振动的特性。可以直接安装于工业设备上，大量减少了现场接线箱，使系统美观而实用。本质安全型总线。更加适合直接安装于石油、化工等危险防爆场所，减少系统发生危险的可能性。1.2现场总线控制系统及应用现场总线在发展的最初，各个公司都提出自己的现场总线的协议，如AB公司的DeviceNet,TURCK公司的Sensoplex,Honeywell公司的SDS，Phoenix公司InterBus-S，以及Seriplex,ASI等。经过十几年的发展，现场总线的协议逐渐趋于统一，针

5、对制造业自动化，DeviceNet在北美和日本用的比较普遍，PROFIBUS-DP在欧洲用的比较普遍。针对过程自动化，PROFIBUS-PA和FoundationFieldbus占据大部分市场。其他的总线协议如ASI、InterBus-S、Sensoplex在某些特殊的领域也有一些市场，下面分别介绍各种总线的一些特点。1.PROFIBUS总线。PROFIBUS是在1987年，由德国科技部集中了13家公司和5家科研机构的力量，按照ISO/OSI参照模型制订的现场总线的德国国家标准。　最近，在欧洲

6、通过投票，成为欧洲的标准EN50170。主要由拥有400多个公司成员的PROFIBUS用户组织（PNO）进行管理。PROFIBUS由三部分组成，即PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-DP是制造业自动化主要应用的协议内容，是满足用户快速通讯的最佳方案，每秒可传输12兆位。扫描1000个I/O点的时间少于1ms。PROFIBUS是世界范围的标准，取得了很大的成功：至少1，000，000套设备投入运行，超过600家成员公司，超过1100种PROFIBUS产品。2.DeviceNet总线Devi

7、ceNet（设备网）是一种低价位的总线，它可连接自动化生产系统中广泛的工业设备。在制造业领域，设备网遍及全球，尤其是北美和日本。最初是由AB公司设计，现在已经民展成为一种开放式的现场总线的协议，其管理组织ODVA由全球多家公司组成，提供设备网的产品，支持设备网规范的进一步开发。DeviceNet能够降低设备的安装费用和时间。控制系统中的接近开关、光电开关和阀门等到可通过电缆、插件、站等产品进行宽距离通讯。相对于PROFIBUS-DP，DeviceNet具有更强大的通讯功能，支持除了主-从方式之外

8、的，多种通讯方式，可以更灵活地应用于控制系统中。3.FoundationFieldbusFoundationFieldbus针对过程自动化而设计，它是通过数字、串行、双向的通讯方法来连接现场装置的。FoundationFieldbus通讯不是简单的数字4-20mA信号，而是使用复杂的通讯协议，它可连接能执行简单的闭环算法（如PID）的现场智能装置。一个通讯段可配置32个现场装置，通讯速度为每秒31。25kb,每段最大距离为1900米。4.Sensoplex2Sensoplex2是TURCK设计应