控制技术基础-智能建筑专业

1、内容 概述 集散控制系统 现场总线控制系统自动化（自动化（Automation Automation 或或 Automatization Automatization ）1. 1. 自动控制自动控制 就是指在脱离人的直接干预，利用控制装置（简称控制器）使被控对象（或生产过程等）的某些物理量（如温度、压力、PH值等）准确地按照预期的规律运行。2. 2. 自动控制系统自动控制系统 是指实现上述控制目的，由相互制约的各部分按一定规律组成的具有特定功能的整体。概述概述控制器-给定量偏差执行机构被控对象输出量测量装置扰动高水位低水位城市供水管网水泵启/停压差水泵状态DIDODDC现场控制器水泵智能楼宇水

2、箱供水水泵直接给水系统最低区一区二区三区水泵智能楼宇水压转速水泵水压转速水泵水压转速123456城市供水管网AIAODDC 现场控制器135246最低区一区二区三区空压机P2水泵智能楼宇高水位低水位压力启/停空压机P1水泵高水位低水位压力启/停空压机P3水泵高水位低水位压力启/停123456789101112城市供水管网AIDIDODDC现场控制器159236710114812气压水箱气压水箱气压水箱并联气压给水系统排水监控系统高水位低水位水泵启/停压差水泵状态DIDODDC现场控制器水泵高高水位污水污水集水井水泵启/停压差水泵状态备用水泵城市排污管动力控制箱楼宇监控楼宇数据库SQL serv

3、er楼宇物业管理楼宇办公系统楼宇保安服务器楼宇消防服务器楼宇控制服务器视频服务器停车场管理系统停车场实时数据处理安防报警主机消防主机DDC控制视频矩阵切换器图像处理双鉴探测器红外探测器震动探测器烟感/温感探测器照明调节摄像机摄像机Web服务器Internet/Intranet图1.5 智能楼宇的结构自动控制理论自动控制理论2. 现代控制理论3. 大系统理论4. 智能控制理论采样控制理论非线性控制理论线性控制理论经典控制理论.1自动控制理论的发展自动控制理论的发展1 1、经典控制理论、经典控制理论 研究的主要对象是单输入、单输出单变量系统。 如：调节电压改变电机的速度；调整方向盘改变汽车的运动轨

4、迹等。 新风风阀风机回风排风送风风机回风房间房间空气热湿处理系统过滤器t01输入r(t)t01输入c(t)12理想的调节过程实际自动控制理论的发展自动控制理论的发展2 2、现代控制理论、现代控制理论 研究的主要对象是多输入、多输出多变量系统。如，汽车看成是一个具有两个输入（驾驶盘和加速踏板）和两个输出（方向和速度）的控制系统。计算机科学地发展，极大地促进了控制科学的发展新风风阀风机回风排风送风风机回风房间房间空气热湿处理系统过滤器自动控制理论的发展自动控制理论的发展 3、大系统控制理论、大系统控制理论 大系统控制理论是一种过程控制与信息处理相结合的动态系统工程理论，研究的对象具有规模庞大、结构

5、复杂、功能综合、目标多样、因素众多等特点。它是一个多输入、多输出、多干扰、多变量的系统。 如：人体，我们就可以看作为一个大系统，其中有体温的控制、情感的控制、人体血液中各种成分的控制等等。 大系统控制理论目前仍处于发展阶段。新风风阀风机回风排风送风风机回风房间房间空气热湿处理系统过滤器回风过滤网 热水盘管冷水盘管加湿喷头风机温度检测风压压差检测新风温度检测MMM热水冷却水新风量阀门回风量阀门启停控制12345678910模拟量输入（AI)模拟量输出（AO)数字量输入（DI) 数字量输出（DO)11023679548DDC现场控制器ABCDE压差BDCAE湿度检测温度检测湿度检测湿度检测自动控制

6、理论的发展自动控制理论的发展 4、智能控制、智能控制 这是近年来新发展起来的一种控制技术，是人工智能在控制上的应用。它的指导思想是依据人的思维方式和处理问题的技巧，解决那些目前需要人的智能才能解决的复杂的控制问题。 学派：结构派结构派和功能派功能派 它是一门新兴的控制学科，有些问题尚存有争议，然而由于它实用性强，能运用人们的经验与技巧解决许多以往控制中难以解决的棘手问题（如建模等），因此得到了人们极大的重视，。 自动控制系统的分类自动控制系统的分类 一、按信号的传递路径来分类一、按信号的传递路径来分类 1 1、开环控制系统、开环控制系统 特点：特点：系统的输出端与输入端不存在反馈回路系统的输出

7、端与输入端不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用不发生影响的系统。 图纸程序指令（步进电机）微型计算机放大器执行机构工作机床切削刀具自动控制系统的分类自动控制系统的分类 2 2、闭环控制系统（反馈控制系统）、闭环控制系统（反馈控制系统） 特点：特点：系统输出信号与测量元件之间存在反馈回路系统输出信号与测量元件之间存在反馈回路。 “闭环”这个术语的含义，就是将输出信号通过测量元件反馈到系统的输入端，通过比较、控制来减小系统误差。 位移微型计算机放大器执行机构工作机床切削刀具反馈测量元件图纸自动控制系统的分类自动控制系统的分类 二、按系统的控制作用来分类二、按系统的控制作用来分类 1 1、恒值控制

8、系统、恒值控制系统（或称自动调节系统、自（或称自动调节系统、自动镇定系统）动镇定系统） 特点：输入信号是一个恒定的数值。特点：输入信号是一个恒定的数值。工业生产中的恒温、恒压等自动控制系统都属于这一类型。 水泵直接给水系统最低区一区二区三区水泵智能楼宇水压转速水泵水压转速水泵水压转速123456城市供水管网AIAODDC 现场控制器135246自动控制系统的分类自动控制系统的分类2 2、过程控制系统、过程控制系统（或称程序控制系统）（或称程序控制系统） 特点：输入信号是一个已知的函数。特点：输入信号是一个已知的函数。系统的控制过程 按预定的程序进行，要求被控量能迅速准确地复现输入，如化工中的压

9、力、温度、流量控制。 恒值控制系统可看成输入等于常值的过程控制系统。位移微型计算机放大器执行机构工作机床切削刀具反馈测量元件图纸灯光照明控制子系统空调及冷热源控制子系统网络服务器数据服务器系统监测中心通讯控制器DDC现场控制器区域控制计算机DDC现场控制器DDC现场控制器通讯控制器DDC现场控制器DDC现场控制器DDC现场控制器通讯控制器DDC现场控制器DDC现场控制器DDC现场控制器通讯控制器DDC现场控制器DDC现场控制器DDC现场控制器.综合营运管理现场装置现场装置现场装置现场装置自动控制系统的分类自动控制系统的分类3 3、随动系统、随动系统（或称伺服系统）（或称伺服系统） 特点：输入信

10、号是一个未知函数。特点：输入信号是一个未知函数。要求控制系统的输出量跟随输入信号变化。 如：火炮自动跟踪系统。 该系统要求有较好的跟踪能力。 +_受信仪放大器减速器校正装置检测装置电机+智 能 楼 宇 物 业 管 理 系 统BAFASAOACA广义的BA空调自动化系统电梯控制系统智能数字照明给排水自动控制供配电综合自动化火灾报警控制自动消防系统联动系统巡更系统视频监控系统入侵报警系统出入口控制车库管理系统智能卡管理数字信息分析处理电子商务综合业务管理辅助决策计算机网络通信网络卫星通信有线电视自动控制系统的分类自动控制系统的分类三、按系统传输信号的性质来分类三、按系统传输信号的性质来分类 1 1

11、、连续系统、连续系统 特点：系统各部分信号都是模拟的连续函数。特点：系统各部分信号都是模拟的连续函数。目前工业中普遍采用的常规仪表PID调节器控制的系统。 2 2、离散系统、离散系统 特点：系统的某一处或几处信号以脉冲序列或数码形式传特点：系统的某一处或几处信号以脉冲序列或数码形式传递的控制系统。递的控制系统。系统中用脉冲开关或采样开关，将连续信号转变为离散信号。其中离散信号以脉冲形式传递的系统又叫脉冲控制系统，离散信号以数码形式传递的系统又叫数字控制系统。自动控制系统的分类自动控制系统的分类 输入输出采样开关+_( )e t( )e t保持器被控过程输入输出+_A DD A计算机放大器执行器

12、被控对象反馈装置自动控制系统的分类自动控制系统的分类四、按描述系统的数学模型不同来分类四、按描述系统的数学模型不同来分类 1 1、线性系统、线性系统 特点：特点：系统由线性元件构成，描述运动规律的数学模型为线性微分方程。运动方程一般形式： 式中：r(t)系统输入量； c(t)系统输出量 主要特点是具有叠加性和齐次性。c(t)adtdc(t)adtc(t)dadtc(t)da011 -n1 -n1 -n1 -nnnnnr(t)bdtdr(t)bdtr(t)dbdtr(t)db011 -m1 -m1 -m1 -mmmmm自动控制系统的分类自动控制系统的分类2 2、非线性系统、非线性系统 特点：在构

13、成系统的环节中有一个或一个以上的非线性特点：在构成系统的环节中有一个或一个以上的非线性环节环节。 非线性的理论研究远不如线性系统那么完整，目前尚无通用的方法可以解决各类非线性系统。其他的分类方法：其他的分类方法： 按功能来分：按功能来分： 温度控制系统、速度控制系统、 位置控系统等。 按元件组成分：按元件组成分：机电系统、液压系统、生物系统等。自动控制系统的分类自动控制系统的分类 分类小结分类小结闭环系统开环系统按传递路径. 1随动系统程序控制系统恒值控制系统按控制作用. 2离散系统连续系统按信号性质. 3非线性系统线性系统按数学模型. 4反馈控制系统的基本组成反馈控制系统的基本组成控制系统的

14、组成：输入部分、控制系统部分和输出部分。控制系统的组成：输入部分、控制系统部分和输出部分。从物理角度上看，从物理角度上看，自动控制研究的是特定激励作用下的系 统响应变化情况；从数学角度上看，从数学角度上看，研究的是输入与输出之间的映射关系。输入输出控制系统反馈控制系统的基本组成反馈控制系统的基本组成1. 1. 温控系统温控系统人工控制人工控制调压器温度计电热丝炉子220反馈控制系统的基本组成反馈控制系统的基本组成 控制目标：控制目标：要求炉子的温度恒定在期望的数值上。要求炉子的温度恒定在期望的数值上。 控制过程：控制过程：输入信号（期望炉温）输出信号（实际炉温）脑（计算、比较）放大、执行（手臂

15、、手）被控对象（电热丝、炉子）测量（眼睛）反馈控制系统的基本组成反馈控制系统的基本组成2.2.温控系统温控系统自动控制自动控制反馈控制系统的基本组成反馈控制系统的基本组成 控制目标：控制目标：要求炉子的温度恒定在期望的数值上。要求炉子的温度恒定在期望的数值上。 控制过程：控制过程：buu+_实际温度电压放大器功率放大器炉子热电偶电机、减速器、调压器期望温度ru反馈控制系统的基本组成反馈控制系统的基本组成一般的形式一般的形式 输入信号输入信号系统控制目标的反映，是人的意志的具体体。系统控制目标的反映，是人的意志的具体体。控制系统控制系统主要完成对有关信号的变换、处理，发出控制主要完成对有关信号的

16、变换、处理，发出控制 量，驱动执行机构完成控制功能。量，驱动执行机构完成控制功能。输出信号输出信号系统的控制结果，反映了被控对象的运行状。系统的控制结果，反映了被控对象的运行状。 输入信号输出信号放大比较执行被控对象测量反馈控制系统的基本组成反馈控制系统的基本组成火炮自动跟踪系统火炮自动跟踪系统“火炮打飞机火炮打飞机” +_受信仪放大器减速器校正装置检测装置电机+反馈控制系统的基本组成反馈控制系统的基本组成3. 典型的反馈控制系统的结构图典型的反馈控制系统的结构图对控制系统的要求及典型信号对控制系统的要求及典型信号 基本要求基本要求： 稳定性 稳态特性 动态特性 （稳、准、快） 典型信号：典型

17、信号： 1. 脉冲信号 hththttr0,10, 0)(1)(0,0, 0)(dttrtttr1)(sR 2.2.阶跃信号阶跃信号3.3.斜坡信号斜坡信号 000t)t (aut)t ( rssR1)(对控制系统的要求及典型信号对控制系统的要求及典型信号21)(ssR000)(tatttr对控制系统的要求及典型信号4. 4. 加速度信号加速度信号 5. 5. 谐波信号谐波信号 6. 6. 指数信号指数信号00210)(2ttattr31)(ssR微型计算机控制系统原理图微型计算机控制系统原理图计算机控制系统的软件 软件是指能完成各种功能的计算机程序的总和。 它是微型计算机控制系统的神经中枢，

18、整个系统的工作都是在程序的指挥下进行协调工作的。 软件通常分为两大类：一类是系统软件，另一类是应用软件。 1可编程控制器（PLC） 2集散控制系统(DCS) 3人工智能(AI) 4神经网络(NN)控制系统计算机控制系统的发展趋势 1可编程控制器（PLC） PLC与传统的继电器控制相比，具有如下一些特点： （1）抗干扰能力强 （2）适应性好 （3）编程直观、简单 （4）功能完善，接口功能强 2集散控制系统（DCS ） Distributed Control Systems管理计算机监控计算机CTR操作台高 速 数 据 通 道基本控制器数据采集器基本控制器DEP面板工 业 对 象小规模中规模大规模

19、3人工智能 人工智能是用计算机模拟人类大脑的逻辑判断功能，其中具有代表性的两个尖端领域是专家系统和机器人。 所谓专家系统即计算机专家咨询系统，是一个存储了大量专门知识的计算机程序系统。不同的专家系统将不同领域专家的知识，以适当的形式存放于计算机中。根据这些专家知识，专家系统可以对用户提出的问题做出判断和决策，以回答用户的咨询。 机器人是一种能模拟人类智能和肢体动作的装置，从本世纪70年代微处理机问世以来，机器人便逐渐涉足于各工业生产领域和科学研究领域。目前已出现的机器人可以分为两类，工业机器人和智能机器人。4神经网络控制系统 国外在20世纪80年代掀起了神经网络（Neural Network）

20、计算机的研究和应用热潮，我国在90年代也开始了这方面的研究。由于神经网络的特点（大规模的并行处理和分布式的信息存储，良好的自适应性、自组织性和很强的学习功能、联想功能及容错功能），使它的应用越来越广泛，其中一个重要的方面是智能控制，包含机器人控制。常用接口技术 D/A转换器 A/D转换器 驱动电路 D/A转换器 在微机的各种接口中，完成外设信号到微机所需数字信号转换的，称为模拟数字转换（A/D转换）器； D/A转换器（Digital to Analog Converter）是一种能把数字量转换成模拟量的电子器件；A/D转换器 完成微机输出数字信号到外设所需信号转换的，称为数字模拟转换（D/A转

21、换）器。 A/D转换器（Analog to Digital Converter）则相反，它能把模拟量转换成相应的数字量。在微机控制系统中，经常要用到A/D和D/A转换器。它们的功能及在实时控制系统中的地位，如图所示。单片机和被控实体间的接口示意图单片机和被控实体间的接口示意图当地功能单片微型计算机A/D多路开关传感器传感器D/A被控实体变送器变送器白炽灯驱动接口 P1.78031开关1243781K 1K 300R+5V+12VCJ0451.开关量输出隔离电路开关量输出隔离电路803133 392827262516&CP74LS273SN75452V7V0J7J0J1J2. .+5V光

22、电耦合控制直流电机光电耦合控制直流电机803174LS273+5VDC+ -MR1R2R3SCRMCS620078.LED显示器件工作原理 发光二极管显示字段。 7个发光二极管组成字符“8”，1个发光二极管构成小数点。abcdefgdpR(a) 共 阴 极abcdefgdpR(b) 共 阳 极+5Vaabbcdcedfegfg17 64 3 2 510 9 8GNDGNDdpabcdefgdpR(a) 共 阴 极abcdefgdpR(b) 共 阳 极+5Vaabbcdcedfegfg17 6432510 9 8GNDGNDdp.44键盘.+5V8031INT1P1.0P1.7P1.6P1.5P

23、1.3P1.2P1.1P1.45.1K4键盘接口键盘接口P1.0P1.2P1.4P1.68031+5VABDCR1R4R3R2.中小功率直流电机 设电机在恒定电压下的转速为Vmax，控制信号的占空比D= t /（其中t代表通电时间，代表脉冲周期），则电机的的转速和控制信号的关系可用如下公式表示： V=VmaxD返回本节方向控制+A+-DCS1S4S2S3MOTOR SERVO.-步进电机AABBCC集散型控制系统 （1 1）计算机控制系统阶段）计算机控制系统阶段 1 1）数字计算机控制系统）数字计算机控制系统 2 2）计算机、模拟仪表混合控制系统）计算机、模拟仪表混合控制系统 3 3）计算机监

24、视控制系统）计算机监视控制系统 （2 2）集散控制系统阶段）集散控制系统阶段 第一节 集散型控制系统概述集散型控制系统的产生与发展DCSDCS基本结构分为基本结构分为 过程控制单元过程控制单元 操作显示站操作显示站 数据通信网络数据通信网络 管理计算机管理计算机四部分四部分第一节 集散型控制系统概述集散型控制系统的基本结构与特点集散型控制系统四层结构模式集散型控制系统四层结构模式管理级管理级过程管理级直接控制级批量过程 离散过程第四层第三层第二层第一层现场设备连续控制过程分层物业第一节 集散型控制系统概述集散型控制系统的基本结构与特点 集散型控制系统的基本结构与功能集散型控制系统的基本结构与功

25、能 DCSDCS的骨架的骨架系统网络系统网络 DCSDCS的现场的现场I/OI/O控制站控制站 DCSDCS的操作员站的操作员站 DCSDCS的工程师站的工程师站第一节 集散型控制系统概述典型的典型的DCSDCS体系结构体系结构 工程师站操作员站系统网络现场控制站操作监控级现场控制级管理级管理机服务器第一节 集散型控制系统概述集散型控制系统的基本结构与集散型控制系统的基本结构与特点特点 集散控制系统的特点集散控制系统的特点 功能全、采用网络通信技术、实现了功能全、采用网络通信技术、实现了人机对话技术、系统扩展灵活、可靠性高、人机对话技术、系统扩展灵活、可靠性高、管理能力强、使用方便、完备的开放

26、系统、采管理能力强、使用方便、完备的开放系统、采用先进的计算机技术、具有综合性和专业性用先进的计算机技术、具有综合性和专业性第一节 集散型控制系统概述集散型控制系统的集散型控制系统的现场控制站现场控制站 集散型控制系统一般分为三级集散型控制系统一般分为三级 管理级管理级 操作监控级操作监控级 现场控制级现场控制级第二节 DCS的现场控制站 现场控制站的功能与结构现场控制站的功能与结构第二节 DCS的现场控制站 控制站机柜控制站机柜第二节 DCS的现场控制站机笼的正、背面结构图机笼的正、背面结构图1 1机笼机笼 2 2走线槽走线槽 3 3左进线孔左进线孔 4 4右进线孔右进线孔 5 5走线槽挡走

27、线槽挡板板 6 6机笼扩展接口机笼扩展接口 7 7端子排端子排 8 8交流输入接口交流输入接口 9 9直流输直流输入接口入接口0-15号I/O槽位数据转发卡1、2主控制卡1、2149286753第二节 DCS的现场控制站 硬件配置常用芯片硬件配置常用芯片1. CPU1. CPU2. 2. 存储器存储器 只读存储器只读存储器(ROM)(ROM) 随机存贮器随机存贮器(RAM)(RAM)第二节 DCS的现场控制站 现场输入与输出单元现场输入与输出单元 模拟量输入模拟量输入(AI)(AI)通道通道 端子板、信号调理器、端子板、信号调理器、A/DA/D模板、柜内模板、柜内 连接电缆连接电缆 模拟量输出

28、模拟量输出(AO)(AO)通道通道 开关量输入开关量输入(SI)(SI)通道通道 开关量蔬菜开关量蔬菜(SO)(SO)通道通道 脉冲量输入脉冲量输入(PI)(PI)通道通道第二节 DCS的现场控制站 电源电源 保证交流供电系统可靠性的几种措施保证交流供电系统可靠性的几种措施 端子板端子板第二节 DCS的现场控制站现场通信接口第三节 现场主控单元与通信单元现场通信接口 串行接口串行接口 设计设计波特率数据位校验停止位COM口96007E11应用软件包工控平台软件实时数据库RtDb小型DCS的驱动器串行口RS81MPAF/S031小型DCS的操作站（MOPS）现场控制单元 上位机与通信软件及通信系

29、统上位机与通信软件及通信系统 第三节 现场主控单元与通信单元抗干扰措施 接地系统抗干扰和抗静电干扰问题接地系统抗干扰和抗静电干扰问题 软件抗干扰措施软件抗干扰措施第三节 现场主控单元与通信单元集散型控制系统软件技术集散型控制系统软件技术 操作系统 基本概念基本概念 实时多任务操作系统实时多任务操作系统 任务、任务调度、任务互斥与同步、任务之任务、任务调度、任务互斥与同步、任务之间的数据传递、存储器管理、设备管理、文件管理间的数据传递、存储器管理、设备管理、文件管理第五节 集散型控制系统软件技术数据库 数据库管理方式及数据库数据库管理方式及数据库 实时数据库实时数据库 实时数据库的作用实时数据库

30、的作用 1.实时数据库是楼宇机电设备运行产生各种实时数据库是楼宇机电设备运行产生各种数据的集成平台数据的集成平台 2.实时数据库是操作信息、数据监测显示的实时数据库是操作信息、数据监测显示的平台平台 3.实时数据库是先进控制、装置优化的平台实时数据库是先进控制、装置优化的平台第五节 集散型控制系统软件技术集散型控制系统组态集散型控制系统组态系统组态软件功能系统组态软件功能 系统组态软件的功能DCSDCS组态软件结构示意图组态软件结构示意图 监视画面组 态内部仪表型号表125种操作站通信总线组态表格工业过程I/O过程数据DCS系统现场控制站、反馈控制应用软件系统组态显示操作编 译1128通信数据

31、缓存区内部仪表数据组态字现场控制站现场总线控制系统 现场总线的产生 从集中控制走向分散控制 从DCS走向FCS 从集团协议走向国际标准 从国外走向国内现场总线的产生图：传统的现场级与车间级自动化监控及信息集成系统 第一节 现场总线控制系统概述现场总线技术特点 系统的开放性 互可操作性与互用性 现场设备的智能化与功能自治性 系统结构的高度分散性 对现场环境的适应性第一节 现场总线控制系统概述现场总线的基本内容 现场总线的含义 通信网络 互操作性 分散功能块 通信线供电 开放式互连网络第一节 现场总线控制系统概述现场总线的基本内容FCS的分散功能块控制方案 操作站LAN服务器FTFGAI110差压

32、变送器模拟量输入功能块现场总线PID功能控制块调节阀模拟量输出功能块PID110AO110第一节 现场总线控制系统概述现场总线的基本内容OSI及其几种现场总线开放互连模型的对应关系 应用层表达层会话层传输层物理层ISO/OSI模型76网络层数据链路层54321应用层物理层现场总线协议总线接口子层数据链路层用户层物理层FF模型功能块设备描述传送块通信栈物理层Proifbus-DP数据链路层应用层接口物理层Proifbus-FMS数据链路层用户接口隐去第3至第7层隐去第3至第6层应用层信息规范底层接口HART指令Bell202HART模型HART通信规则第一节 现场总线控制系统概述现场总线的基本内

33、容 FCS体系结构操作站LAN服务器124H2现场总线现场设备32H1现场总线现场设备32H1现场总线现场设备H1H1H1H1H2网桥第一节 现场总线控制系统概述几种常见的现场总线现场总线基金会现场总线基金会(FF) Fieldbus Foundation(FF)组织 FF现场总线的特点与优势 设备互操作性、改善过程数据、对进程增加更多的了解、改善现场安全、更早的预测维护、减少的线缆和安装费用第二节 几种常见的现场总线现场总线基金会(FF)FF现场总线控制系统结构控制器网桥PLC手持终端总线分析器H1低速现场总线H2高速现场总线（或Ethernet）H1H1H1监控计算机第二节 几种常见的现场

34、总线过程现场总线(PROFIBUS) Profibus现场总线包括三种类型的总线形式：通用自动化Profibus-FMS总线、工业自动化Profibus-DP总线和过程自动化Profibus-PA总线，以适应于高速和时间苛求的数据传输或大范围的复杂通信场合。 第二节 几种常见的现场总线过程现场总线(PROFIBUS)Profibus现场总线的结构Profibus-FMSProfibus-DP PLC PLC网桥工业PC机工业PC机A C TA C T1 0 M 1 0 0 M1 2 3 41 3 1 4 1 5 1 65 6 7 81 7 1 8 1 9 2 09 1 0 1 1 1 22 1

35、 2 2 2 3 2 4U P L IN K123456789 1 0 1 1 1 21 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4C O LC O LP W RS W IT C H耦合器 传感器执行器 传感器执行器第二节 几种常见的现场总线HART 可寻址远程传感器数据通路计算机系统HART接口手操器智能仪表智能仪表HART420mA模拟仪表第二节 几种常见的现场总线控制局域网络(CAN) CAN概述 版 本发布时间内 容 变 化1.01985年1.11987年位定时要求重新定义1.21990年振荡器容错能力提高2.01991年Part A,与

36、1.2版相同Part B,引入数据帧和远程帧的扩展帧结构CANCAN协议版本发展协议版本发展 第二节 几种常见的现场总线控制局域网络(CAN) CAN总线系统 CAN总线系统由CAN网络节点、转发器节点和上位机构成。 第二节 几种常见的现场总线控制局域网络(CAN) CAN总线系统 上位机系统转发器1节点节点转发器2节点节点转发器n节点节点一级总线二级总线系统的总体结构系统的总体结构 第二节 几种常见的现场总线控制局域网络(CAN) CAN网络的组网方式 CAN接口卡监控主机现场传感器现场设备现场传感器现场设备分线盒现场传感器现场设备现场传感器现场设备点对点连接树型连接支脉型连接菊花链型CAN

37、CAN网络组网连接方式原理示意图网络组网连接方式原理示意图 第二节 几种常见的现场总线控制局域网络(CAN)CAN总线分布工业测控网络拓扑原理图 CAN接口卡CANHCANL中继器CAN模块1CAN模块2CAN模块NCANLCANHSdLRTRTRTRT监控主机第二节 几种常见的现场总线局部操作网络(LonWorks) LonWorks概述概述 LonWorks的技术核心的技术核心神经元芯片神经元芯片 LonWorks技术的核心是神经元芯片(Neuron Chip)。该芯片内部装有3个CPU。 第三节 局部操作网络(LonWorks)神经元芯片 共享存储器 通信接口I/O口MAC处理器网络处理

38、器应用处理器网络缓冲器应用缓冲器第三节 局部操作网络(LonWorks)LonWorks节点 以神经元芯片为核心的控制节点传感器和执行器晶振电源I/O调理收发器16k58k ROM神经元芯片3150/3120神经元节点的结构框图神经元节点的结构框图 第三节 局部操作网络(LonWorks)LonWorks节点 采用宿主(Host Base)结构主处理器接口单元神经元芯片收发器复位电路EPROM典型宿主结构框图典型宿主结构框图 第三节 局部操作网络(LonWorks)LonTalk协议的功能 使用LONTALK协议的典型控制系统 路由器NodeNodeNode路由器NodeNodeNode路由器NodeNodeNode路由器NodeNodeNodeNodeNodePC机DDEServerNetMakerInstallationToolLonBuilder开发工具箱Power Line Chann