现场总线技术演示文稿.ppt

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1、一、现场总线发展概况二、现场总线控制系统结构三、现场总线控制系统的冗余技术四、总线系统集成技术第二部分现场总线控制技术目录一、现场总线发展概况随着计算机、控制、通信、网络等技术的发展，作为工业控制数字化、智能化与网络化典型代表的现场总线（FieldBus）技术也得到了迅速发展、影响巨大，引起了工程技术界的普遍爱好与重视，使计算机控制系统逐步从集散控制系统（DistributedControlSystemDCS）走向以现场总线位基础的分布式现场总线控制系统（FieldbusControlSystemFCS），被誉为工业自动化领域

2、具有革命性的新技术。1发展历程及定义：（1）发展历程40年代——主要开关量信号60年代——模拟信号80年代后——现场总线诞生90年代末——IEC通过了8类现场总线成为现场总线国际标准，目前已达到40余种。（2）定义：现场总线就是一种在工业过程控制领域中用于替代4~20mA电流环信号的新型数字式通讯网络。现场总线具有开放型、数字化、双向、多节点、采用串行通讯方式等特点,主要用于连接各自独立的现场设备。现场总线所连接的设备需具备自诊断、自维护和控制功能,同时具有双向通讯的能力。通过现场总线,维护人员不必到设备就地,就可对运行设

3、备进行设备状态查询、控制软件下载、整定、运行状态调整等维护工作。2、种类：（1）ProfibusProfibus主要由德国西门子公司支持，是按照ISO/OSI参考模型制订的现场总线德国国家标准。Profibus由三部分组成，即Profibus-FMS、Profibus-DP及Profibus-PA。其中，FMS主要用于非控制信息的传输，PA主要用于过程自动化的信号采集及控制，Profibus-DP是制造业自动化主要应用的协议内容，是满意用户快速通信的最佳方案，传输速度为12Mb/s，扫描1000个I/O点的时间少于1ms。（2

4、）FF基金会现场总线FF（H1，IEC技术报告）是针对过程自动化而设计，它是通过数字、串行、双向的通信方法来连接现场装置的。FF通信不是简朴的数字4-20mA信号，而是使用复杂的通信协议，它可连接能执行简朴的闭环算法（如PID）的现场智能装置。一个通信段可配置32个现场装置，通信速度为31.25kb/s，每段最大通信距离为1900m。（3）InterbusInterbus主要由德国PhoenixContact公司支持，其网络简单，且易于安装与配置。网上的节点类似简单的移位寄存器，位流经过节点则发生翻转。Interbus-S启动

5、网络并自动配置，不需要节点地址。使用一根电缆，符合IEEE802.5的规定。一个网络上最多可有64个装置，速度可达500K/s，最长距离为25600m，移动节点间距离为400m。（4）ControlNet（DeviceNet）ControlNet主要由美国Rockwell公司支持，具有非常高的实时性能，介于设备级总线（像DeviceNet）与工厂级总线（通常基于Ethernet）之间。在相同的通信链路上提供了适合于I/O控制设备的带宽、实时联锁响应、对等信息和程序传输，为断续和连续过程控制系统应用提供了确定性和重复性功能；并且

6、答应多控制器处理I/O控制设备，提供了输入数据和对等数据两者之间的多点传送、通信传输媒体的冗余和本征安全的选择、灵活的网络拓扑结构选择（总线、树型、星型）和媒体传输介质（同轴电缆、光纤等）。（5）WorldFIPWorldFIP主要由法国的Alstom公司支持，支持双重冗余总线运行方式，总线上可以连接PLC、I/O现场设备、控制器、HMI系统等。通过双重冗余总线，能够完全确保控制系统不会因为控制电缆损坏等原因造成其他控制系统被迫停机的事故。（6）CANBUSCANBUS（ControllerAreaNetwork）：是德国Bo

7、sch公司于1983年为汽车应用而开发的一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网，属于现场总线（FieldBus）的范畴。可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维。通讯距离与波持率有关，最大通讯距离可达10km，最大通讯波持率可达1Mdps。CAN总线仲裁用11位（CAN2.0A协议）和29位（CAN2.0B协议）标识和非破坏性位仲裁总线结构机制，可以确定数据块的优先级，保证在网络节点冲突时最高优先级点不需要冲突等待。（7）CC-LinkCC-Link是Control&CommunicationLink(控制与通信链路系统)的简

8、称，是三菱电机于1996年推出的开放式现场总线，其数据容量大，通信速度多级可选择，而且它是一个复合的、开放的、适应性强的网络系统，能够适用于较高的管理层网络到较低的传感器层网络的不同范围。CC-Link是一个以设备层为主的网络，一般情况下，CC-Link整个一层网络可由一个主