PLC网络通信功能及其应用.ppt

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1、第八章PLC网络通信功能及其应用8.1常用现场总线介绍8.2PROFIBUS现场总线技术简介8.3PROFIBUS网络连接实例8.1常用现场总线介绍现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的。随着微处理器与计算机功能的增强和价格的降低，计算机网络得到迅速发展，而处于生产过程底层的测控自动化系统仍采用一对一连线，用电压、电流的模拟信号进行测量和控制，难以实现设备与设备之间以及系统与外界之间的信息交换，使自动化系统成为“信息孤岛”。要实现整个企业的信息集成和综合自动化，就必须设计出一种能在工业现场环境运行的

2、、性能可靠的、造价低廉的通信系统，形成现场的底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通信，实现底层设备之间以及生产现场与外界之间的信息交换。现场总线就是在这种实际需要的驱动下应运而生的。现场总线的国际标准从1984年IEC（国际电工委员会）开始制定现场总线国际标准至今，争夺现场总线国际标准的大战持续了16年之久。先后经过9次投票表决，最后通过协商、妥协，于1999年底IECTC65（负责工业测量和控制的第65标准化技术委员会）通过了8种类型的现场总线作为IEC61158国际标准。（1）类型1IEC技术报告（

3、即FF的H1）；（2）类型2ControlNet（美国Rockwell公司支持）；（3）类型3Profibus（德国Siemens公司支持）；（4）类型4P-Net（丹麦ProcessData公司支持）；（5）类型5FFHSE（即原FF的H2，Fisher-Rosemount等公司支持）；（6）类型6SwiftNet（美国波音公司支持）；（7）类型7WorldFIP（法国Alstom公司支持）；（8）类型8Interbus（德国PhoenixContact公司支持）。加上IECTC17B通过的三种现场总线国际

4、标准，即SDS（SmartDistributedSystem）、ASI（ActuatorSensorInterface）和DeviceNet，此外，ISO还有一个ISO11898的CAN（ControlAreaNetwork），所以一共有12种之多。现场总线的国际标准虽然制定出来了，但是它与IEC（国际电工委员会）于1984年开始制定现场总线标准时的初衷是相违背的。8.2PROFIBUS现场总线技术简介1.概述在传统的自动化工厂中，位于生产现场的许多设备和装置，当这些装置和设备相距较远、分布较广时，人们迫切需

5、要一种可靠、快速、能经受工业现场环境的低廉的通信总线，将分散于现场的各种设备连接起来，对其实施监控。现场总线(FieldBus)就是在这样的背景下产生的。现场总线是“安装在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、多点通信的数据总线”。2.现场总线的主要特点(1)全数字化通信。只用一条通信电缆就可以将控制器与现场设备连接起来，实现了检错、纠错功能，提高了可靠性。(2)可以实现彻底的分散性和分布性。(3)有较强的信息集成能力，实现设备状态故障、参数信息的一体化传送。(4)节省

6、连接导线，降低安装和维护费用。(5)具有互操作性和互换性。不同生产厂家的性能类似的设备都可以进行互换。3.现场总线的类型目前，国际上有多种现场总线的企业、集团、国家和国际性组织，并有相应的现场总线标准和配套的专用集成电路供用户开发产品。现今较流行的现场总线主要有：*基金会现场总线(FoundationFieldbus，FF)*过程现场总线(ProcessFieldBus，PROFIBUS)*控制器区域网络(ControllerAreaNetwork，CAN)。PROFIBUS（西门子过程现场总线)PROFIB

7、US在世界市场上所占的份额高达21.5％，居于所有现场总线之首。PROFIBUS是一种开放式的现场总线标准，由主站和从站组成，主站能够控制总线，当主站获得总线控制权后，可以主动发送信息。从站通常为传感器、执行器、驱动器和变送器。它们可以接收信号并给予响应，但没有控制总线的权力。当主站发出请求时，从站回送给主站相应的信息。PROFIBUS除了支持这种主从模式外，还支持多主多从的模式。PROFIBUS的组成。PROFIBUS包括3个相互兼容的部分：①PROFIBUS-DP(DistributedPeriphery

8、)。它可以用于PLC与分散的现场设备进行通信。②PROFIBUS-PA(ProcessAutomation)。它是专为过程自动化所设计的协议，可用于安全性要求较高的场合。③PROFIBUS-FMS(FieldbusMessageSpecification)。可以用于车间级监控网络。对于FMS而言，它考虑的主要是系统功能而不是响应时间，FMS通常用于大范围、复杂的通信系统。(2)PROFIBUS协议结