DCS及现场总线技术第7章ppt.ppt

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1、第7章典型现场总线及其应用7.1FROFIBUS总线7.2基金会现场总线7.3CAN总线7.4ControlNet总线7.5DeviceNet总线7.6其它总线技术第7章典型现场总线及其应用7.1FROFIBUS总线一、FROFIBUS总线PROFIBUS总线由三个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS和PROFIBUS-PA，三个系列分别用于不同的场合，如图7-1所示:DIN19245、EN50170-2、IEC61158通用性自动化PROFIBUS-FMS通用大范围多主通信工厂自动化PROFIBUS-DP快速即插即用高效、低成本过程自动化PROF

2、IBUS-PA面向过程总线供电本质安全设备行规应用行规图7-1PROFIBUS三个兼容部分PROFIBUS三个系列总线提供了一个从传感器/执行器到区域控制器及管理层的透明通信网络，如图所示:图7-2从传感器/执行器到区域控制器的透明通信网络EthernetTCP/IPCNCPC/VME二、FROFIBUS协议结构对于PROFIBUS的三个兼容部分：Profibus-DP、Profibus-FMS和Profibus-PA，因为针对不同的工业过程而设计，协议结构的各层定义有所不同，如图7-3所示。FMSDPPAIEC接口IEC61158-2RS-485/光纤DP扩展功能DP行规P

3、A行规FMS设备行规未使用现场总线数据链路现场总线信息规范物理层(1)数据链路层(2)应用层(7)用户层(3)-(6)图7-3PROFIBUS三个兼容部分协议三、PROFIBUS数据传输技术针对工业自动化实际控制系统的需要，PROFIBUS提供了三种数据传输技术，即：用于DP／FMS的RS485传输技术、用于PA的IEC1158-2传输技术和光纤传输技术。1.用于DP／FMS的RS485传输技术（1）RS485传输技术的基本特征传输速率：9.6Kbit/s~12Mbit/s。通信介质：屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件。网络拓扑：线性总线，两端配备有源的总线终端电阻。

4、站点数：每分段32个站（不带中继器），可扩展到126个站（带中继器）。插头连接：9针D型插头。（2）RS485传输设备安装要点全部设备均与总线连接。每个分段上最多可接32个站，每段的头和尾各有一个总线终端电阻，确保操作运行不发生误差。两个总线终端电阻必须永远有电源。当分段上站数超过32个时，必须使用中继器用以连接各总线段。串联的中继器一般不超过3个，如图7-5所示。需要注意的是，中继站没有站地址，但被计算在每段的站数中。站12中继器中继器3606189903031传输距离及速率。系统在高电磁发射环境运行时，应使用带屏蔽的电缆，屏蔽可提高电磁兼容性。图7-4RS485分段连接结

5、构2.用于PA的IEC1158-2传输技术IEC1158-2的传输技术用于PROFIBUS-PA，能满足化工和石油化工业的要求。它可保持本征安全性，通过总线对现场设备供电。（1）IEC1158-2传输技术特性数据传输：数字式、曼彻斯特编码，采用前同步信号、起始和终止限定符提高数据传输准确性。传输速率：31.25Kbit/s。通信介质：屏蔽式或非屏蔽式双绞线。远程电源供电：每段只有一个电源作为供电装置。防爆性：能进行本征及非本征安全操作。（2）RS485传输与IEC1158-2传输技术的连接PROFIBUS-DPPROFIBUS-PARS485或光纤最大12Mbit/sIEC1

6、158-231.25Kbit/s段间藕合器图7-5段间藕合器连接结构3.光纤传输技术在电磁干扰很大的环境下应用时，可使用光纤传输技术，利用光纤导体增加高速传输的距离。PROFIBUS总线的三种传输技术在系统的集成过程中，可根据实际控制需要，灵活选择和配置于一个系统中。如图7-7：S7-400控制器RS485光纤OLMOLM中继器PROFIBUSDP从节点PROFIBUSDP光纤节点…图7-6三种传输技术在同一个系统中的集成方式四、PROFIBUS三个系列总线的通信特性1.PROFIBUS-DP（1）传输特点通常情况下采用标准的RS485传输技术，在长距离或强电磁干扰环境下，可

7、采用光纤传输技术，波特率从9.6Kbit/s到12Mbit/s。各主站之间令牌传送，主站与从站间为主-从传送，总线上最多站点（主、从设备）数为126；可实现总线网或环网。通信距离：在1.5Mbit/s的通信速率下，通过中继器PROFIBUS-DP总线通信距离可以达到200m。无通信速率要求下，最远可延长到90km。（2）PROFIBUS-DP总线可集成的设备集成远程I/O；集成执行器和驱动；集成操作面板；集成PID回路控制器；集成AS-I总线。集成案例如图所示：……DP/AS-I转换器OP37PID控制