现场总线技术概述ppt课件.ppt

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1、第6章  现场总线技术概述现场总线（Fieldbus）是20世纪90年代发展形成的。用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化、家庭自动化等领域的现场设备互连的通信网络。是现场通信网络与控制系统的集成，并由此产生新一代的现场总线控制系统FCS（FieldbusControlSystem）。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的现场局域网。一、总线的分类二、现场总线的定义和分类三、现场总线控制系统FCS的体系结构四、现场总线控制系统的技术特点五、FCS与DCS的比较六、现场总线通信协议模型七、现场总

2、线的国际标准八、几种典型的现场总线九、现场总线的现状总线（bus）的概念由来已久，仪器仪表与计算机控制系统数字通信用的总线有很多种。总线按其长度分类：1．毫米级:芯片内总线；2．分米级:机箱内总线，如Multi-bus，STD，PCL，ISA，NIM，CAMAC等；3．十米级:机柜间总线，如RS232-RS530，GPIB，Fast-bus，VME，VXI等；4．千米级:现场总线，如FF，Profibus，WorldFIP等。一、总线的分类返回现场总线(Fieldbus)：是用于过程自动化或制造自动化中的，实现智能化现场

3、设备（例如，变送器、执行器、控制器)与高层设备(例如主机、网关、人机接口设备)之间互联的，全数字、串行、双向的通信系统。通过它可以实现跨网络的分布式控制。※按照国际电工委员会IEC标准和现场总线基金会FF的定义:现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。1.定义二、现场总线的定义和分类（1）按其传送数据的通信宽度来分:①传感器总线(sensorbus)：数据宽度为位(bit)，如AS-i和Seriplex等；②设备总线(devicebus)：数据宽度为字节(byte)，如Interb

4、us和DeviceNet等；③全服务的现场总线（fieldbus）：数据宽度为数据流或模块(block)。以报文通信为主，除了对装置进行读取数据外，还包括一些对装置的操作和控制功能。如FF总线、Lonworks总线、Hart总线等。2.分类（2）按应用的行业来分:①过程控制(连续生产过程)用现场总线，如FF的H1、ProfibusPA等；②离散控制用现场总线，如ProfibusDP、DeviceNet等；③楼宇自动化用现场总线，如LonWorks等；④车辆制造业用现场总线，如CAN等；⑤飞机制造业用现场总线，如Swift

5、Net等；⑥农业及养殖业用现场总线，如P-Net等。返回三、现场总线控制系统的体系结构可以把FCS分为三类:①一类是由现场设备和人机接口组成的两层结构的FCS；②一类是由现场设备、控制站和人机接口组成的三层结构的FCS；③一类是由DCS扩充了现场总线接口模件所构成的FCS。（一）具有两层结构的FCS（二）具有三层结构的FCS（三）由DCS扩充而成的现场总线控制系统在DCS系统的I/O总线上挂接现场总线接口模件，通过现场总线接口模件扩展出若干条现场总线，然后经现场总线与现场智能设备相连。返回现场总线是现场仪表所采用的双向数

6、字通信方式，将取代当今现场仪表广泛采用的4～20mA标准模拟通信方式。1．开放性FCS的现场总线的技术与标准是公开的，而DCS的制造厂商的技术与标准则是各有各的专利，彼此封锁。2．全数字化DCS的主机虽然是数字的，但现场仪表则还是利用了模拟技术，属于模拟仪表，因此DCS是一个数模混合的系统；而FCS则是一个全数字化的系统。四、现场总线控制系统的技术特点3．双向通信4.互可操作性与互用性互可操作性是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通；而互用性则意味着不同制造商性能类似的设备可进行更换，实现相互替换。5.现场设备的智能

7、化与功能自治性6.系统结构的高度分散性7.对现场环境的适应性返回FCS相对于DCS具有如下优越性：1．FCS实现全数字化通信五、FCS与DCS的比较2．FCS实现彻底的全分散式控制3．FCS实现不同厂商产品互联、互操作4．FCS增强系统的可靠性、可维护性5．FCS降低系统工程成本返回返回六、现场总线通信协议模型(一)制订标准的机构世界上制订国际标准的机构3个：①国际标准化组织ISO(InternationalStandardOrganization)②国际电工委员会IEC(InternationalElectrotech

8、nicalCommission)③国际电信联盟ITU。另外还有欧洲电工标准化委员会CENELEC，制订欧洲标准EN。国家标准化委员会各国都有制订国家标准的组织，我国制订国家标准GB的组织是全国标准化委员会。制订现场总线标准的机构IEC/TC65/SC65C/WC6七、现场总线的国际标准（二）现有的现场总线国际标准※I