现场总线I绪论.ppt

1、现场总线1、概述,机械学院 邹鲲,Fieldbus Control System(FCS)定义,应用在生产现场、 在微机化测量、测量控制设备之间、 实现双向、串行、多节点、数字通信的开放型、控制网络技术。,总线将分散的有通信能力的测量控制设备作为网络节点，连接成能相互沟通信息，共同完成自控任务的控制网络。,现场总线系统是企业的底层网络,特 点,现场总线是自动化领域的通信、网络技术, 也被称之为工厂的底层网络 总线是构成自动化系统的纽带，网络所传输的是测控信息。 它是有别于计算机网络，电视、电话网络的另一类网络,适应工业应用环境。 要求实时性强，可靠性高，安全性好。 多为短帧传送。 通信的传输速

2、率相对较低。,现场总线集成自动化系统是开放的,对于不同协议的设备可以通过网桥互连，甚至通过以太网、光纤网集成更开放的网络,要 求,适时性强、可靠性高,测控系统的发展,50年代以前，基地式气动仪表控制系统 各仪表处于封闭状态，现场巡视 电动单元组合式模拟仪表 出现控制室，可以组织复杂系统 集中式数字控制系统 7080年代，数字式比模拟式精度高，计算机代替众多仪表盘 集散控制系统DCS 8090年代，集中管理，分散控制，模拟数字混合，封闭系统 80年代中期，现场总线控制系统FCS 网络集成式、分布式、互操作、标准化，数字式，开放系统,现场总线技术百花齐放与兴盛发展,现场总线技术始发于二十世纪八十年

3、代，但对该项技术的开发之热是九十年代 欧洲、北美、亚洲的许多国家都投入巨额资金与人力进行研究开发 已经形成了各式各样的企业、国家、地区、及国际现场总线标准 根据相关资料统计，已出现的现场总线一百多种，其中宣称为开放型总线的就有40多种,早期的现场总线技术,与PLC同时出现的、Culter-hammer推出的Directrol General Electric的Genius I/O Phoenix的Interbus-S TURCK的Sensoplex 丹麦Process Data公司83年推出的P-Net 德国Simens公司84年推出的Profibus 法国Alstom公司87年推出的FIP等

4、都属于早期推出的且至今仍有较大影响的总线技术,几种有影响的现场总线,Foundation Fieldbus，FF (Emerson) LonWorks (Echelon) Profibus (Simens) CAN (Bosch) Hart (Rosemen),现场总线组织,现场总线基金会（Fieldbus Foundation） LonWark协会 Profibus协会 工业以太网协会IEA（ Industrial Ethernet Association） 工业自动化开放网络联盟IAONA（ Industrial Automation Open Network Alliance） 汽车工程

5、师协会SAE（Society of Automotive Engineers ）,制定现场总线标准国际标准化组织,IEC：国际电工委员会 ISO：国际标准化组织,现场总线标准化工作的现状,IEC/TC65负责测量和控制系统数据通信国际标准化工作的SC65C/WG6，是最先开始现场总线标准化工作的组织。 它于1984年就开始着手总线标准的制定，致力于推出世界上单一的现场总线标准，也因此而历经坎坷，历经了16年的艰难历程，出现了波及全球的现场总线标准大战 IEC61158-2诞生于1993年，之后的标准制定就陷于混乱,2000年初宣布，IEC 现场总线国际标准子集有八种：,IEC 61158； C

6、ontrolNet； Profibus； P-Net； High Speed Ethernet； Newcomer SwiftNet；(Boeing) WorldFIP； Interbus-S,最早成为国际标准的是CAN，它属于ISO标准：ISO 11898 IEC/17B 是负责制定低压开关装置与控制装置用控制设备之间的接口标准的组织,已通过的IEC 62026国际标准包括： 第2部分 ASI 第3部分 DeviceNet； 第4部分智能分布式系统SDS（Smart Distributed System）; 第5部分Seriplex,其它有实力、有发展前景的控制网络技术,工业以太网； Mod

7、bus； 蓝牙、无线局域网； 消费电子总线CEBus； 光总线等； （过渡型总线HART）,现场总线控制网络是信息技术发展在测控领域的延伸,信息时代的技术发展对测控系统提出了数字化、网络化、信息化的要求，如数字地球、数字都市 企业的管理控制一体化等要求测量控制设备向网络提供多方面的数字信息,现场总线系统的特点,管控一体化 CPU、 A/D、D/A 转换模块内置于智能仪表， 现场设备具有通信能力 一线完成 多信号、电源共用总线，不需单独A/D、D/A转换部件,11110101,Internet,系统的开放性 互可操作性与互用性 现场设备的智能化 现场设备的功能自治 系统结构的高度分散性 对现场环

8、境的适应性,现场总线系统的优点,节省硬件数量与投资 节省安装费用 节省维护开销 用户具有高度的系统集成主动权 提高了系统的准确性与可靠性,发展趋势,此消彼长 Boeingswift Net, schneder World FIP，. 实时以太网Industrial Ethernet还要发展 无线通讯崭露头角ZigBee（Honeywell） 网络结构简单化,概 括,现场总线是综合自动化的发展需要 综合自动化要求对企业信息的优化利用。 智能仪表为现场总线的出现奠定了基础 传输信号数字化是实现数字通信的基础。 现场总线将朝着开放系统、统一标准的方向发展 系统开放性是指对同一标准的认同和遵守。,现场总线应用系统,现场总线技术的应用领域十分广泛，凡属设备间需要数据通信的场合都需要它 连续、离散制造业，如电力、石化、冶金、纺织、造纸，过程自动化仪表；火车、汽车、轮船、机器人、