工业现场总线的应用

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1、摘要现场总线FF（FieldBus）的概念起源于70年代，现场总线已经发展成为集计算机网络、通信技术、现场控制、生产管理等内容为一体的现场总线控制系统FCS（Field-busControlSystem）。它将通信线一直延伸到生产现场生产设备，用于过程和制造自动化的现场设备或现场仪表互连的现场通信网络，将传统的DCS三层网络结构变成两层网络结构，降低了成本，提高了可靠性，实现了控制管理一体化的结构体系。本文介绍了CAN总线技术，以及CAN总线在以摩托罗拉16位单片机MC9S12为中央控制器的某汽

2、车仪表系统中的应用，并对该系统总体结构及其中CAN通信模块的软硬件设计作了说明。关键词：现场总线，PROFIBUS-DP，CAN总线，MC9S12，汽车，仪表AbstractFieldbusFF(FieldBus)conceptoriginatedinthe70's,Fieldbushasdevelopedintocomputernetworks,communicationtechnology,fieldcontrol,productionmanagement,etc.asoneofthefie

3、ldbuscontrolsystemFCS(Field-busControlSystem).Communicationlinewillextendtotheproductionsitehasbeenproducingequipmentforprocessandmanufacturingautomationequipmentorfieldinstrumentfield-sitecommunicationnetworkinterconnection,thetraditionalDCSnetworks

4、tructureintoatwo-tiernetworkarchitecture,reducecosts,Improvethereliability,controlandmanagementtoachievetheintegrationofarchitecture.ThispaperintroducestheCANBustechnologyaswellastheapplicationofCANBusinMOTOROLA-16-bitsinglechipMC9S12centralcontrolle

5、rforacarinstrumentsystem.ItalsoexplainsthesystemintheoverallstructureandthedesignofthesoftwareandhardwareCANcommunicationmodules.Keyword：FieldBus,CANBus,Carinstrument1.1现场总线的定义：目前，公认的现场总线技术概念描述如下：现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的

6、数据总线。其中，"生产过程"包括断续生产过程和连续生产过程两类。或者，现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。1.2现场总线技术产生的意义（1）现场总线（Fieldbus）技术是实现现场级控制设备数字化通信的一种工业现场层网络通信技术；是一次工业现场级设备通信的数字化革命。现场总线技术可使用一条通信电缆将现场设备（智能化、带有通信接口）连接，用数字化通信代替4-20mA/24VDC信号，完成现场

7、设备控制、监测、远程参数化等功能。（2）传统的现场级自动化监控系统采用一对一连线的、4-20mA/24VDC信号，信息量有限，难以实现设备之间及系统与外界之间的信息交换，使自控系统成为工厂中的"信息孤岛"，严重制约了企业信息集成及企业综合自动化的实现。（3）基于现场总线的自动化监控系统采用计算机数字化通信技术，使自控系统与设备加入工厂信息网络，构成企业信息网络底层，使企业信息沟通的覆盖范围一直延伸到生产现场。在CIMS系统中，现场总线是工厂计算机网络到现场级设备的延伸，是支撑现场级与车间级信息集

8、成的技术基础。1.3现场总线技术的应用展望现场总线技术的产生促进了现场设备的数字化和网络化，使现场控制的功能更加强大。由于采用了现场总线技术而带来了过程控制系统的开放性，使得系统成为具有测量、控制、执行和过程诊断等综合能力的控制网络。为更好适应工业过程控制的需要，今后现场总线技术会从以下几个方面发展：(1)基于现场总线的一次仪表和二次仪表的研制现在，生产自动化仪表的厂家必须向现场总线靠拢，开发出具有现场总线结构的一次及二次仪表。检测、变换、补偿、控制、告警、趋势分析等功能可以分散在现场解决，简化