can总线在直流电机调速控制系统中应用

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1、电子科技大学硕士学位论文现场总线也可以说是工业控制与计算机网络两者的边缘产物，从纯理论的角度看，它应属于网络范畴。但是，现有的网络技术不能完全适应工业现场控制系统的要求。无论是从网络的结构、协议、实时性，还是适应性、灵活性、可靠性乃至成本等，工业控制的底层都有它的特殊性。现场总线其规模应属于局域网、总线型结构，它简单但能满足现场的需要。它要传输的信息帧都短小，要求实时性很强、可靠性高(网络结构层次少，信息帧短小有利于提高实时性和降低受干扰的概率)。然而现场的环境干扰因素众多，有些很强烈且带突发性。这些都决定了现场总线必须是

2、有自己特色的一个新型领域。1．3．1现场总线的特色不同的机构和不同的人可能对现场总线有着不同的定义，不过通常情况下，大家公认现场总线【31的本质体现在以下六个方面：1．总线式结构一对传输线(总线)挂接多台现场设备，双向传输多个数字信号。这种一对N的结构比一对一的单向模拟信号传送结构布线简单，安装费用低，维护简便。2．开放的互操作性和互换性现场总线采用统一的协议标准，是开放式的互联网络，对用户是透明的，在传统的DCS(集散式控制系统)中，不同厂家的设备是不能相互访问的。而FCS采用统一的标准，不同厂家的网络产品可以方便地接入

3、同一网络，集成在同一控制系统中进行互操作，因此简化了系统集成。互操作性的含义是来自不同制造厂商的现场设备，不仅可以相互通信，而且可以统一组态，构成所需的控制回路，共同实现控制策略啼1。互换性则指不同生产厂家的功能相近的设备之间可以进行相互替换。互操作性与互换性是现场总线的关键功能之一。3．彻底的分散控制现场总线将控制功能下放到作为网络节点的现场智能仪表和设备中，废弃了DCS的输入／输出单元和控制站，把DCS控制站的功能块分散给现场设备，从而构成了虚拟控制站。这样就做到彻底的分散控制，提高了系统的灵活性、自治性和安全可靠性，

4、减轻了控制站CPU的计算负担。4．信息综合、组态灵活通过数字化传输现场数据，现场总线能获取现场仪表的各种状态、诊断信息，实现实时的系统监控和管理。此外，现场总线引入了功能块的概念，通过统一的4第一章绪论组态方法，使系统组态简单灵活，不同现场设备中的功能块可以构成完整的控制回路。5．开放式互联网络现场总线为开放式互联网络，即可与同类网络互联，也可与不同类网络互联。开放式互联网络还体现在网络数据库共享，通过网络对现场设备和功能块统一组态。6．多种传输媒介和拓扑结构FCS由于采用数字通讯方式，因此可采用多种传输介质进行通信。根据

5、控制系统中节点的空间分布情况，可采用多种网络拓扑结构。这种传输介质和网络拓扑结构的多样性给自动化系统的施工带来了极大的方便，FCS与传统DCS的主从结构相比，只计算布线工程一项即可节省很多经费。某些现场总线的常用传输线是双绞线，通信线供电方式允许现场直接从通信线上摄取能量，这种低功耗的方式用以实现本质安全环境。1．3．2体系结构现场总线采用了三层网络结构【2L_物理层、数据链路层和应用层。只采用三层网络结构的原斟3】是：1．面向控制的信息通常非常有限，当要求这种信息必须快速到达目的站时，七层模式使数据转换远远慢于实时操作要

6、求；2．现场总线设备并不需要OSI(OpellSystemInterconnect，开放系统互连)地址；3．与OSI系统有关的网络接口的造价对现场总线系统来说显得过高，包括OSI系统所有各层的总开销，对现场总线的应用来说同样显得过高；4．现场总线网络采用低成本的桥接器、路由选择器和网间连接器等实现与其它开放式系统(例如OSI网络、MAP网络)的连接。这种网络结构具有结构简单、执行协议直观、价格低廉等优点，同时性能又令人满意。因此，现场总线是一种开放式实时系统，只具有简单的网络结构，而与有着七层协议的OSI不完全保持一致。现

7、场总线体系结构模式如图1．1所示：5电子科技大学硕士学位论文用户程序王应用层信息l+一网络管理lU￡子层数据链路层MAC子层物理层媒体图1．1现场总线体系结构模式1．3．3多种类型的现场总线20世纪80年代现场总线技术才开始形成和发剧41，这是与微型计算机特别是嵌入式系统的高速发展分不开的。在十几年的时间中，已经出现了好几种现场总线技术走向成熟并且得到逐步的推广应用，显示出特有的优势和强大的生命力。下面简单列举几种现场总线：1．基金会现场总线在现场总线标准的研究制订过程中，出现过多种企业集团或组织通过不断的竞争，到1994

8、年在国际上基本上形成了两大阵营：一个以Fisher-Rosemount公司为首，联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制订的ISP协议；另一个以Honeywell公司为首，联合欧洲150家公司制订的wrorldFⅢ协议。这两大集团于1994年合并，成立现场总线基金会(FieldbusFou