现场总线控制系统的构成与特点

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1、现场总线控制系统的构成与特点摘要：文中阐述了现场总线的主要产品及其控制系统的结构和特点，针对网络拓扑结构论述网络传输的物理介质及网络协议。关键词：现场总线控制系统网络拓扑网络协议FieldbusControlSystemConstituteandCharacteristic[Abstract]:Thispaperintroducingthefieldbusmostlymanufactureandcontrolsystemframeandcharacteristic，bedeadagainstmeshediscussmeshission

2、physicsmediumandmeshmeshesh）系统,已被称为第五代过程控制系统。而FCS和DCS的真正区别在于其现场总线技术。现场总线技术以数字信号取代模拟信号，在3C（puter计算机、Control控制、mcenication通信）技术的基础上，大量现场检测与控制信息就地采集、就地处理、就地使用，许多控制功能从控制室移至现场设备。由于国际上各大公司在现场总线技术这一领域的竞争，仍未形成一个统一的标准，目前，在现场总线网络互联都是遵守OSI参考模型。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

3、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。2.现场总线的主要产品连接于总线上的产品，可以分为有源和无源两大类。2.1.有源产品有源产品可以产生通讯信号、响应信号、调整信号或者兼而有之。有源产品包括以下部件：　2.1.1节点（Node）；总线上可以编址的设备。2.1.2总线模块(BusModulea)；任何形式的现场节点，可以使用端子或接插件连接传感器、阀门、按钮等各种现场装

4、置。2.1.3网关（Gateodule）；指网关的常用术语，作为PLC或PC到设备及总线的接口。2.2无源总线产品无源总线产品包括：2.2.1T型分支（Tee）；用于产生总线上的一路分支。　　2.2.2无源多端口分接器（Passivehub）；多端口T型分支。2.2.3终端电阻（TerminatingResistor）；安装在总线的始端和末端的电阻，用于稳定和调整信号。2.2.4总线电缆（Busline）；连接节点，传送数据的各种电缆。3.现场总线控制系统的结构及其特点国际电工协会（IEC）的SP50委员会对现场总线有以下三点要求：同

5、一数据链路上过程控制单元（PCU）、PLC等与数字1/O设备互连；现场总线控制器可对总线上的多个操作站、传感器及执行机构等进行数据存取；通信媒体安装费用较低。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）与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。现场总线控制系统主要包括一些实际应用的设备，如PLC、扫描器、电源、输入输出站、终端电阻等。其它系统也可以包括变频器、智能仪表、人机界面等。系统中的主控器（Host）可以是PLC或PC，通过总线接口对整个系统进行管理和控制。其总

6、线接口，有时可以称为扫描器。可以是分别的卡件，也可以集成于PLC中。总线接口作为网络管理器和作为主控器到总线的网关，管理来自总线节点的信息报告，并且转换为主控器能够读懂的某种数据格式传送到主控器。总线接口的缺省地址通常设为"0"电源，是网络上每个节点传输和接收信息所必须的。通常输入通道与内部芯片所用电源为同一个电源，习惯称为总线电源。而输出通道使用独立的电源，称为辅助电源。系统中的输入输出节点虽然有许多不同的类型，但在应用中最常用的是24V直流的2线、3线传感器或机械触点。该节点具有IP67的防护等级，有防水、防尘、抗振动等特性，适合

7、于直接安装在现场。另一个节点是端子式节点，独立的输入/输出端子块安装在DIN导轨上，并连接着一个总线耦合器。该总线直流耦合器是连接总线的网关。这种类型的节点是开放式的结构，其防护等级为IP20，它必须安装在机箱中。端子式输入/输出系统包含有许多种开关量与模拟量输入/输出模块，以及串行通讯、高速计数与监控模块。端子式输入/输出系统可以独立使用也可以结合使用。而节点地址连接一个辅助电源，该电源用于驱动电磁阀和其他的电器设备。通过将辅助电器与总线电源分开可以极大地降低在总线信号中的噪音。另外大部分总线节点可以诊断出电器设备中的短路状态并且报

8、告给主控器，即使发生短路也不会影响整个系统的通讯。普通传感器等现场装置可以通过输入输出模块连接到现场总线系统工程中，也可以单独装入总线通讯接口，连接到总线系统中。总线电缆和终端电阻。总线电缆一般分为主干缆和分支电缆。各种