现场总线Profibus介绍

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1、现场总线控制系统（FCS)在火电厂应用的研究自动化技术研究中心主要内容现场总线技术的基本概念现场总线控制系统的发展和现场总线国际标准适用于过程控制领域的典型FCS简介及应用现场总线控制系统在火电厂的应用现场总线控制系统（FCS）现场总线技术的基本概念现场总线的产生及定义现场总线的核心和基础现场总线的应用领域现场总线通信协议模型现场总线的产生及定义工业控制领域不断提高的需求：范围、规模、性能控制、管理和决策结合，信息量和实时性要求提高4C技术（Computer、Control、Communucation、CRT）的高速发展国际电工委员会IEC61158对现

2、场总线定义：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点的数据总线称为现场总线。现场总线是自动化发展的必然产物现场总线的核心和基础不同类型的总线，其核心是不同的“总线协议”。协议的本质是“标准”。总线协议技术是系统的，有完整的硬件和软件支持，能够形成系统和产品。总线协议的标准化是实现开放、互操的前提。现场总线的核心－总线协议现场总线的基础－智能现场装置遵循统一的总线协议，实现双向数字通信。具有多种智能化功能，增加现场级的信息处理和控制能力。具有丰富的状态、诊断、参数信息。现场总线控制系统的应用领域FCS应用的三大典型领域(

3、1)制造:典型是汽车制造，自动化生产线机器人的离散操作。由PLC发展到FCS(2)物业：楼宇自动化，节点多达32,385，无主从，各节点对等，但节点间传递信息量较低(3)过程控制：石化、发电等，模拟量监控技术复杂、安全性高。由DCS发展到FCS现场总线控制系统的应用领域不同领域对FCS的要求不同(1)模拟连续类：基本测控对象流量、温度、料位、压力等变化缓慢，不要求快速响应时间，但要求复杂的模拟量处理能力。防爆的本安性能。如从仪表行业发展起来的FF标准H1总线。(2)数字分立动作类：需有快速巡回检测和快速控制的能力，快速响应时间。如从PLC发展的Profib

4、us-DP(3)大数量节点大阵列类：以上2类节点不超过300，此类节点要在30000以上，完全分散。现场总线通信协议模型协议分层：大多数网络软件按分层结构组织。网络体系结构是指划分层次、每层功能、层间接口及相同层次通信的协议。ISO7498标准的OSI分层模型：ISO－OSI标准用于信息技术和邮电通信的国际标准化组织（ISO）制定的开放系统互连（OSI）七层参考模型第一层：物理层第二层：数据链路层第三层：网络层第四层：传送层第五层：会话层第六层：表示层第七层：应用层现场总线通信协议模型现场总线通信协议模型：在ISO－OSI模型的基础进行简化，并增添面向用户

5、的第8层－用户层现场总线通信协议模型物理层：提供机械、电气、功能性和规程性的位流传输通信速率－32.25kb/s、1Mb/s、2.5Mb/s、12Mb/s等现场总线段的现场装置数现场总线的导线媒体和长度：双绞线、同轴电缆、光纤数据链路层：提供媒体送取控制和逻辑链路控制通信“交通管理”：令牌、主从、非调度/非周期通信收/发帧管理：对帧信号的控制，检验传输差错（海明码等）实现通信的实时性、确定性和优先级管理现场总线通信协议模型应用层：提供应用、应用管理和系统管理的分布式信息服务主要有通信功能、特殊功能以及管理控制功能用户层：提供现场智能装置控制功能和互操作性标

6、准功能块（FB）：为现场智能装置提供的AI、AO、PID等装置描述（DD）：类似于装置的驱动软件，允许不同厂商的装置连在同一现场总线实现互操。有EDDL和FDT/DTM两大类描述方法。目前这两种标准有统一的议向。现场总线控制系统的发展和现场总线的国际标准现场总线的国际发展概况和趋势IEC国际标准的16类型现场总线现场总线的国际发展概况和趋势现场总线的标准化进程漫长的国际标准制定过程（16年），已产生了妥协和折衷性质的IEC61158现场总线国际标准，2000年包含了8种类型的现场总线。到2007年11月增加到16类，其中包括中国自主研发的EPA现场总线标准

7、。国际著名现场总线组织基金会现场总线FF：美国公司为主的国际性组织Profibus组织：德国和欧洲国公司为主的国际性组织WorldFIP组织：法国、北美等国公司为主的国际性组织ControlNet组织：由ROCKWELL公司牵头的国际性组织适用于过程控制的FCS简介及应用适用于电厂过程控制的现场总线基金会（FF）现场总线Profibus现场总线及应用Profibus现场总线控制系统Profibus现场总线技术是由离散控制(PLC)发展而来。是IEC61158现场总线国际标准中的第3类。Profibus技术规范，在2006年10月经国家标准化管委会审查通过，

8、成为我国第一个现场总线国家标准：GB/T20540-2006Pro