现场总线,第1章――绪论课件.ppt

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1、现场总线技术及应用第1章：绪论1.1现场总线简介一、产生的背景气动仪表：简单的测控功能，独立工作状态；不便于了解整个生产情况电气仪表：输出标准电信号，方便传输；长距离传输时抗干扰性差计算机：计算机控制系统，数字式，速度快精度高；系统整体可靠性差嵌入式微处理器：分散控制，集中管理；数字模拟混合，信息孤岛一种能在工业现场环境运行、性能可靠、造价低廉的通信系统，形成工厂底层网络，完成信息的交换——现场总线安装在制造或过程区域的现场装置之间、以及现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、双向串行、多节点的通信总线。以现场总线为纽带，把单个分散的测量控制设备变成网络节点，将它们连接成可以相互沟通

2、信息、共同完成自控任务的网络系统与控制系统。PLC或MCU….通信单元PLC或MCUI/OA/DD/A….传感器执行机构……GND早期把现场总线又称为工业电话线，通过连线在测控设备之间传递数据信息，把传感器、按钮、执行机构等连接到控制器、PLC或工业计算机上，通过相互通信共同执行测量控制任务。目前现场总线的种类基金会现场总线FF（FoundationFieldbus）；控制器局域网络CAN（ControllerAreaNetwork）；局部操作网络LonWorks（LocalOperatingNetwork）；过程现场总线PROFIBUS（ProcessFieldBus）；HART协议(Hi

3、ghwayAddressableRemoteTransducer)；DeviceNet、ControlNet、P-NET……..1.1现场总线简介二、特点现场总线控制系统是工业设备自动化控制的一种计算机局域网络；使用数字式通信方式取代设备级的模拟量（如4-20mA,1-5V等信号）和开关量信号；在车间级与设备级实现了双向串行通信的数字化网络。*数字化数字化信号固有的高精度、抗干扰特性能提高控制系统的可靠性。*分布式设备有足够的自主性，彼此之间相互通信，完全可以把各种控制功能分散到各种设备中。*开放性国际标准，已成为一种开放的技术。*双向串行传输一条线上即可以向上传递传感器信号，也可以向下传

4、递控制信息。*互操作性现场总线标准保证不同厂家的产品可以互操作。*节省布线空间*智能自诊断性1.2PLC与通信网络一、PLC可编程序控制器（ProgrammableController）是在过去可编程序逻辑控制器（ProgrammableLogicController）的基础上发展与完善起来的。以微处理器为中央处理单元，不仅具有逻辑控制功能，还具有算术运算、模拟量处理和通信联网等功能。通信联网是拓展PLC应用领域的一个重要条件PLC的应用石油化工等行业的过程控制工程机械等的运动控制钢铁冶金等重工业行业食品、医药和造纸等轻工业行业航天航空等高端精密控制…..它不仅可以用于开关量的逻辑控制，还

5、可以用于模拟量的闭环控制及数字量的智能控制；不仅可用于现场数据的采集和监控，还可以用于联网、通信及远程、集散控制等。1.2PLC与通信网络二、网络通信技术计算机技术通信技术计算机网络控制设备现场总线控制系统以可编程序控制器为核心所形成的PLC网络将是工业控制局域网中最具有应用潜力的一种网络1、数据传输方式串行通信并行通信b7b1b7b1b0b0信源通信信道信宿串行通信数据传输示意图b7b1b0b7b1b0信源通信信道信宿并行通信数据传输示意图单工通信只有一个方向的数据传送，而没有反方向的数据传送。计算机和键盘、计算机和打印机之间的数据通信就属于这种单工通信方式。半双工通信通信双方都可以发送

6、或接收数据，但不能同时双向发送信息。全双工通信通信双发可以同时发送和接收信息。为此，通信双方的发送和接收装置必须同时工作，分别接收和发送信息。我们常见的电话系统就是这种全双工通信。2、网络拓扑结构总线型（Bus）星型（Star）总线型网络拓扑结构星型网络拓扑结构中央集线器（Hub）环型（Ring）环型网络拓扑结构3、介质访问控制方式对网络通道占有权的管理和控制。带冲突检测的载波监听多路访问（CSMA/CD）讲前先听，边讲边听令牌环（TokenRing）令牌沿环定向传递，依次通过每台计算机；网上某台计算机要发送数据时，必须等待令牌的到来；如果网上没有计算机要发送数据，则每台计算机就相当于一个中

7、继器，依次转发这个令牌。令牌总线（TokenBus）采用令牌传递访问方式的一种总线结构网络在图中设令牌按照A→D→B→E→F→A→……的顺序传递总线是一根线形或树形的电缆，其上连接着各个节点，每个节点传送的帧其它节点都能收到。4、通道利用方式利用何种带宽方式传送信息。基带方式利用通信介质的整个带宽进行信号传送。频带方式把通信信道以不同的载波划分为若干通道，从而可以在同一通信介质上同时传送多路信号。5、通信介质