第6章 fcs现场总线

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1、第六章现场总线控制系统FCS概述FCS的现场总线工业以太网技术1.FCS概述现场总线：用于过程自动化和制造自动化最低层的现场仪表或现场设备互连的通讯网络。现场总线标准：通讯协议控制协议通讯技术控制技术现场总线特点适应工业应用环境，要求实时性强，可靠性高，安全性好。多为短帧传送，通信的传输速率相对较低。减少了接线与安装传统的4-20mA仪表接线方式,4-20mAISISISIS多台设备可以共用一个本安栅，一对接线ISFieldbusFF机构现场总线组织现场总线基金会（FieldbusFoundation）

2、LonMark协会,Profibus协会，工业以太网协会IEA（IndustrialEthernetAssociation），工业自动化开放网络联盟IAONA（IndustrialAutomationOpenNetworkAlliance）SocietyofAutomotiveEngineers（SAE）制定现场总线标准的国际标准化组织IECISO现场总线标准化工作2000年初宣布，IEC现场总线国际标准子集有八种：IEC61158；ControlNet；Profibus；P-Net；HSE；Newco

3、merSwiftNet；WorldFIP；Interbus-S其他标准最早成为国际标准的是CAN，它属于ISO标准：ISO11898其它有实力、有发展前景的控制网络技术工业以太网；LonWorks；Modbus；蓝牙、无线局域网；消费电子总线CEBus；光总线等；（过渡型总线HART）全分布、网络集成式控制系统现场总线系统是企业的底层网络2FCS的现场总线FF(FoundationFieldBus)ModBusPROFIBUS(ProcessFieldBus)LON(LocalOperatingNetw

4、ork)CAN(ControlAreaNetwork)HART(HighwayAddressableRemoteTransducer)FFFF规定了两类标准H1：低速现场总线传输：31.25Kbit/s,1900mH2：高速现场总线传输：1Mbit/s,750m2Mbit/s,500m传输信号：曼彻斯特编码ModBus通信协议Modbus协议是应用于控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制

5、设备可以连成工业网络，进行集中监控。ModBus标准的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。控制器通信使用主—从技术，即仅主设备能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据作出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从设备：可编程控制器。ModBus主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任

6、何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、错误检测域。从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和错误检测域。如果在消息接收过程中发生错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立错误消息并把它作为回应发送出去。Modbus消息帧起始位设备地址功能代码数据CRC校验结束符T1-T2-T3-T48Bit8Bitn个8Bit16BitT1-T2-T3-T4RTU消息帧起始位设备地址功能代码数据LRC校验结束符1个字符2个字

7、符2个字符n个字符2个字符2个字符ASCII消息帧LRC是将消息中的8Bit的字节连续累加，丢弃了进位PROFIBUSPROFIBUS是作为德国国标和欧洲标准的现场总线。PROFIBUS协议的三个主要部分PROFIBUSDP（DistributedI/Os）PROFIBUSPA(ProcessAutomation)PROFIBUSFMS(FieldbusMessageSpecification）PROFIBUS适用于加工自动化领域的应用。（Siemens）LonWorksLON可用于工业、交通、楼宇等领

8、域。LON总线采用LonTalk通信协议，参照了OSI的全部7层，并用芯片固化了协议的全部内容。LON总线所采用的一系列技术总称为LonWorks。埃施朗Echelon开发LonWorks分布式测控网络介绍LonWorks技术是美国Echelon公司九十年代中期推出的一种用于自动控制领域的网络技术。其网络节点以神经元芯片（NeuronChip)为核心，由与OSI七层参考模型兼容的LonWorks协议组成分布式智能控制网络的基础，使用事件驱动