第5讲 现场总线控制系统(2)

《第5讲 现场总线控制系统(2)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第5讲（第2章2.6）现场总线控制系统（2）Goover现场总线控制系统FieldbusControlSystem•现场总线控制系统的产生•现场总线控制系统的技术特点•现场总线控制系统的基本内容•几种常见的现场总线Goover现场总线的产生图：传统的现场级与车间级自动化监控及信息集成系统DCS与FCS结构示意图操作站操作站现场控制站控制室现场现场自动化设备现场自动化设备(测量、执行)(测量、计算、执行、报警、趋势等)DCS结构示意图FCS结构示意图4(a)传统控制系统结构(b)现场总线控制系统结构现场总线控制系统结构与传统控制系统的比较现场总线可采用多种介质（多种有线和无线方式

2、）传送数字信号。在两根导线上可挂接多至几十个自控设备，能节省大量线缆、槽架、连接件。减少系统设计、安装、维护的工作量。Goover现场总线技术特点•系统的开放性•互可操作性与互用性•现场设备的智能化与功能自治性•系统结构的高度分散性•对现场环境的适应性总线将分散的有通信能力的测量控制设备作为网络节点，连接成能相互沟通的信息，共同完成自控任务的控制网络。Goover现场总线的基本内容现场总线的网络拓扑结构环型（令牌）延时性好；成本高总线型站点接入方便，可扩性好；时延不确定树型（总线的变型）可扩展性好，较宽频带；站点间通信不方便令牌总线网（物理：总线网；逻辑：令牌网）接入

3、方便、可靠性好；“无冲突”、时延性好Goover现场总线的基本内容现场总线的数据操作方式从现场总线的数据存取、传送、操作方法来分，有三种工作模式：对等(PeertoPeer)主从(Client/Server，C/S)网络计算机结构(NetworkComputingArchitecture，NCA)Goover现场总线的基本内容网络扩展与网络互联中间设备——中继（relay）系统：物理层：中继器（repeater）数据链路层：网桥（bridge）网络层：路由器（router）网络层以上：网关（gateway）Goover现场总线的基本内容网络扩展与网络互联

4、（1）网络扩展——中继器和网桥（2）网络互连——异构网络互连（3）开放系统互联模型和通信协议——ISO/OSI国际标准组织“开放系统互联模型”(7层通信模型)InternationalStandarizationOrganizationOpenSystemInterconectReferenceModelGoover现场总线的基本内容ISO/OSI现场总ProifbusFF模型Proifbus-DPHART模型模型线协议-FMS应用层7应用层用户层用户接口应用层接口HART指令表达层6功能块应用层设备描述信息规范传送块底层接口会话层5传输层4隐去第3隐去第3总线接至第7层至第6

5、层网络层3口子层通信栈数据数据数据数据HART2链路层链路层链路层链路层通信规则物理层1物理层物理层物理层物理层Bell202OSI及其几种现场总线开放互连模型的对应关系Goover现场总线的基本内容•3.现场总线控制系统（FCS）的体系机构FCS是一种用全数字、串行、双向通信网络连接现场的智能仪表与执行机构（现场设备），利用现场总线协议完成一个控制系统的功能。代替传统DCS，实现现场通信网络与控制系统集成。现场总线系统是企业的底层网络NT服务器企业管理层Internet（数据网络）局域网过程监控层（数据网络）监控工作站其它工作站现场总线接口现场总线网段现场控制层（控制网络

6、）调节阀差压变送器差压变送器差压变送器温度变送器管理员站远程控制站Internet服务器信息网络层操作员站操作员站操作员站服务器HARTPROFIBUS其他技术控制网络层企业网络体系结构Goover几种常见的现场总线1.基金会现场总线FF2.过程现场总线Profibus3.可寻址远程传感器高速数据通路HART4.控制局域网络CAN5.局部操作网络LonWorks三、局部操作网络(LonWorks)•LonWorks概述•1992年美国的Echelon公司推出的实时测控网络——局部操作网络(LocalOperatingNetworks,Lonworks)。•Lonworks是专门

7、为实时控制而设计的，是在控制层提供互操作的现场总线。因此，在楼宇自动化中得到广泛应用。18Lonworks总线技术的特点1.拥有三个处理单元的神经元芯片2.带预测和优先级的3.支持多种通信介质及其互连4.网络变量(NV)5.提供给使用者一个完整的开发平台（包括现场调试工具LonBuilder、协议分析、网络开发语言NeuronC等。）19•LonWorks的技术核心—神经元芯片LontWorks技术的核心是神经元芯片(NeuronChip)。该芯片内部装有3个CPU。3个CPU•媒体访问控制