数据通信与网络技术.ppt

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1、第八章数据通信与网络技术8.2.4ISO/OSI七层参考模型表1现场总线的ISO/OSI七层模型层号层的名称层的英文名称提供的服务7应用层ApplicationLayer为格式化数据提供服务6表示层PresentationLayer翻译数据5会话层SessionLayer控制会话4传输层TransportLayer确保完整性3网络层NetworkLayer路由传输2数据链路层DataLinkLayer错误侦测1物理层PhysicalLayer传送数据物理层：物理层提供用于建立、保持和断开物理连接的机械的、电气的、功能的和过程的条件,即提供有关

2、同步和比特流在物理媒体上的传输手段。数据链路层：负责在两个有物理通道直接相连的相邻节点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据。网络层：在计算机网络中进行通讯的两台计算机之间可能要经过许多个接点和链路，也可能要经过好几个通信子网。在网络层，数据的传送单位是分组或包。网络层的任务是要利用数据链路层所提供的相邻节点间的无差错数据传输功能，通过路由选择和中继功能，选择合适的路由，使发送站的传输层所传下来的分组能够正确无误的按照地址找到目的站，并交付给目的站的传输层。传输层：在传输层，信息的传送单位是报文。当报文较长时，先要把它分割成好几个分组，然后再交

3、给它的下一层（网络层）进行传输。会话层：会话层虽然不参与具体的数据传输，但它却对数据传输进行管理。会话层在两个互相通信的应用程序之间建立、组织和协调其“交互”的功能。表示层：表示层主要解决用户信息的语法表示问题。应用层:提供界面及文件存取、数据库管理、电子邮件等服务8.3.1现场总线概念1、现场总线的定义：现场总线是用于过程自动化和制造自动化等领域中最底层的通信网络，以实现微机化的现场测量控制仪表或设备之间的双向串行多节点数字通信。2、应用范围：石油工业、食品工业、造纸工业扩展到汽车工业、机器制造业、仓储、邮政、城市排污及楼宇自动化等。8.3现

4、场总线现场总线的发展背景与趋势1、历史的回顾模拟仪表控制系统集中式数字控制系统PLC集散控制系统DCS现场总线控制系统FCS2、现场总线是企业综合自动化的发展需要3、智能仪表为现场总线的出现奠定了基础现场总线系统的技术特点1．系统的开放性2．互可操作性与互换性3．现场设备的智能化与功能自治性4．系统结构的高度分散性5．对现场环境的适应性现场总线的优点1．节省硬件数量与投资2．节省安装费用3．节省维护开销4．用户具有高度的系统集成主动权5．提高了系统的准确性与可靠性6．提高了系统的可控性和可维护性现场总线与计算机控制、DCS系统1、现场总线与计算

5、机控制的关系现场总线与计算机控制系统是不可分离的,现场总线系统将基本控制功能完全下放到现场;现场总线控制系统FCS2、现场总线与DCS系统的关系替代现在的集散控制系统DCS8.3.2十种类型的现场总路线标准类型1（Type1）：IEC61158技术规范，即FF基金会现场总线H1；类型2（Type2）：ControlNet现场总线；类型3（Type3）：Profibus现场总线；类型4（Type4）：P_Net现场总线；类型5（Type5）：FFHSE现场总线；类型6（Type6）：SwiftNet现场总线；类型7（Type7）：WorldFIP

6、现场总线；类型8（Type8）：Interbus现场总线；类型9（Type9）：IEC/ISASP50现场总线；类型10（Type10）：Profinet现场总线；一、基金会现场总线（FF）1、FF基金会现场总线是在过程自动化领域得到广泛支持，具有良好发展前景FF分高速(1Mpbs和2.5Mpbs)、低速(31.25kpbs)两种规范。低速现场总线H1支持点对点连接、总线型、菊花链型、树型拓朴结构，而高速现场总线H2只支持总线型拓朴结构。基金会现场总线的网络拓扑结构基金会现场总线的拓扑结构树型菊花链型总线型点对点H1H1H1H2H2H1H1H1

7、网桥0时钟数据曼彻斯特编码1100曼彻斯特编码2、FF模型结构二、HART通信协议简介1、HART协议概要在现场总线的诸多协议中，HART协议是比较特殊的一种，其原因在于：HART协议并非真正意义上的现场总线。实际上HART协议是（4～20）mA模拟信号向全数字信号过渡的协议，它是在传统的（4～20）mA模拟信号上叠加了一个数字信号，使得原有的模拟信号还可以使用，同时通过数字信号可以传输其他信息。1200Hz2200Hz逻辑“0”逻辑“1”+0.5mA0-0.5mAHART数字通讯信号2、HART协议的特点与优势因为模拟信号带有过程控制信息，同

8、时，数字信号允许双向通信，HART协议允许模拟信号和数字信号同时存在。这样就使动态控制回路更灵活、有效和安全。因为HART协议能同时进行模拟和数字通信