现场总线知识点打印

合集下载

现场总线-复习资料

Ch11、现场总线定义:在生产现场的测量控制设备之间实现双向、串行、多点数字通信的系统。

2、现场总线技术特点：1开放性2互可操作性与互换性 3设备智能化4彻底分散5现场环境适应性6系统可靠性7信息一致性，8经济性9易于安装和维护3、实时性：信号的输入、运算、输出都要在一定时间范围内完成，亦即，系统对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定时间内做出响应或者进行控制，若超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。

练习题：Ch21、传输模式：并行、串行；异步、同步；单工，半双工，双工2、传输损伤：衰减和衰减失真，时延失真，噪声噪声分类？热噪声、互调噪声、串扰和冲激噪声。

热噪声计算？（计算题）3、信道容量，在给定条件下，某一通信信道上的数据所能达到的传输速率称为信道容量。

误码率，即差错发生率。

这里的差错是指发送的是0而接收的却是1，或者发送的是1而接收的却是0。

信道带宽，一个信号的绝对带宽是指它的频谱宽度信噪比它是指在传输过程中某一点的信号功率与噪声功率比,4、香农公式 )SNR 1(log 2+=B C （计算题）奈奎斯特公式M B C 2log 2=5、传输媒体？有线传输媒体包括？传输媒体是在数据传输系统中位于发送器和接收器之间的物理通路。

包括：双绞线，同轴电缆，光纤6、数据编码：不归零码，曼彻斯特编码7、奇偶校验，在7单位的ASCII 代码后增加一位,使码字中1的个数成奇数(奇校验)或偶数(偶校验).(适合随机性错误)CRC 码检错方法(计算题)8、多路复用技术：时分复用，频分复用练习题：1,2,3，4，Ch31、 OSI 的三级抽象图3-3 OSI 的三级抽象的示意图OSI 模型OSI 服务OSI 协议包括所有可能的服务、协议及其实现包括所有可能的协议及其实现包括所有可能的实现由高到低依次是体系结构、服务定义和协议规范说明。

2、 OSI 参考模型的分层，7层物理层:为上一层提供一个物理链接，以透明的传送比特流数据链路层：负责相邻两个节点间的链路上，无差错的传送以帧为单位的数据网络层：选择合适的路由和交换节点，透明的向目的节点交付发送发送节点所发送的数组传输层：根据通信子网的特性最佳的利用资源，并以可靠和经济的方式，在两个末端系统之间，透明的传送报文。

现场总线总复习

基本概念（续） ✓ 总线仲裁——总线仲裁是用于裁决哪一个主设备是下一个占有总线的设备。
✓ 总线定时——总线操作用"定时"(timing)信号进行同步。定时信号用于指明总线上的数据和地址在什么时刻是有效的。
✓ 容错——设备在总线上传送信息出错时，如何减少故障对系统的影响。
✓ 信源编码——信源编码是把连续信号变换为数字信号。
✓ 曼彻斯特编码(Manchester Encoding)——这是一种常用的基带信号编码。它具有内在的时钟信息，因而能使网络上的每一个系统保持同步。在曼彻斯特编码中，时间被划分为等间隔的小段，其中每小段代表一个比特。每一小段时间本身又分为两半，前半个时间段所传信号是该时间段传送比特值的反码，后半个时间段传送的是比特值本身。可见在一个时间段内，其中间点总有一次信号电平的变化。因此携带有信号传送的同步信息而不需另外传送同步信号。
➢ 通信系统模型 ➢ 传输介质 ➢ 通信速率 ➢ 通信距离 ➢ 网络大小 ➢ 数据帧的长度 ➢ 控制器芯片 ➢ 收发器 ➢ 工作方式
第2章网络与通信基础
基本概念
✓ 总线 ——总线就是传输信号或信息的公共路径，是遵循同一技术规范的连接与操作方式。
✓ 总线主设备——可在总线上发起信息传输的设备叫做 “总线主设备。
✓ 数字数据编码——用高低电平的矩形脉冲信号来表达数据的0，1状态的，称为数字数据编码。
✓ 基带传输——采用数字数据编码，在基本不改变数据信号频率的情况下，直接传输数据信号的传输方式，称为基带传输。基带传输可以达到较高的数据传输速率，是目前广泛应用的数据通信方式。
第2章网络与通信基础
基本概念（续）
✓ 现场控制网络的单个节点面向的控制信息量不大，信息传输的任务相对也比较简单，但对实时性、快速性的要求较高。

现场总线复习整理

第一章1、自动控制系统的发展四个阶段及其体系结构1.模拟仪表控制系统(ACS)缺点：信号变化缓慢，计算速度精度比较低、信号传输的抗干扰能力较差。

2.直接数字控制系统(DDC)优点：集中管理、控制、监视、报警和收集历史数据等。

缺点：布线费用高、不便于扩展、危险集中、可靠性低等。

3集散控制系统（DCS)系统主要缺点（1）信息集成能力不强（2）系统不开放、可集成性差、专业性不强（3）可靠性不易保证4）可维护性不高。

4、现场总线控制系统（FCS)现场总线技术主要特征是采用数字式通信方式取代设备级的4-20mA(模拟量)/24VDC(开关量)信号，使用一根电缆连接所有现场设备。

2、DCS的结构由分散过程控制装置、操作管理装置和通信系统三部分组成3、现场总线定义：数字通信协议，应用与生产现场，在一些智能化的控制设备之间所执行双向串行通信，多节点的数字通信系统，是开放的数字化多点通信的底层控制网络。

4、现场总线控制系统的技术特点（1）系统的开放性、可集成性2）互操作性与互用性3）现场设备的智能化与功能自治性4）系统的高度分散性5）对现场环境的适应性。

5、与DCS相比FCS在结构上有哪些优越性：1 实现全数字化通信；2实现彻底的全分散式控制；3实现不同厂商产品互连、互操作；4增强系统的可靠性、可维护性；5降低系统工程成本。

第二章 1、总线就是传输信号或信息的公共路径，是遵循同一技术规范的连接与操作方式。

一组设备通过总线连在一起称为“总线段”。

2、总线主设备：可在总线上发起信息传输的设备,又称命令者。

总线从设备：能在总线上主动发起通信、只能挂接在总线上、对总线信息进行接收查询的设备称为总线从设备，也称基本设备。

3、总线上的控制信号通常有三种类型：a、控制连在总线上的设备，让它进行所规定的操作；b、用于改变总线操作的方式； c、表明地址和数据的含义。

总线协议：管理主、从设备使用总线的一套规则称为“总线协议”。

这是一套事先规定的、必须共同遵守的规约。

1-现场总线基础知识

现场总线技术
一.现场总线基础知识
现场总线简介现场总线的发展现场总线的特点与优点几种有影响的现场总线
1.现场总线简介（FieldBus）
当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现标志着工业控制技术领域又一个新时代的开始。为什么要引入现场总线？
现场设备，为提高其性能价格比，在实现其内部操作时都采用微处理器和数字化元件，提出了必须在这些领域的数字设备之间实现数字通信的要求。现场总线满足这种要求。
• 全分布
各现场设备有足够的自主性，它们彼此之间相互通信，完全可以把各种控制功能分散到各种设备中，而不再需要一个中央控制计算机，实现真正的分布式控制。
现场总线的优点2
• 全开放 – 1999年底现场总线协议已被IEC 批准正式成为国际标准，从而使现场总线成为一种开放的技术。
• 双向传输 – 传统的4~20mA电流信号，一条线只能传递一路信号。现场总线设备则在一条线上既可以向上传递传感器信号，也可以向下传递控制信息。
现场总线与DCS的网络结构比较
3.现场总线的结构特点
按照国际标准化组织（ISO）制定的开放系统互连（OSI）参考模型建立。将七层简化成三层，分别由OSI参考模型的第一层物理层，第二层数据链路层，第七层应用层组成，流量与差错控制由数据链路层完成。考虑现场总线的通信特点，有些现场总线还设置了一个现场总线访问
4-20mA信号是DCS系统及现场设备相互连接的最本质特点.网关通讯程序开发工作量大.
控制计算机
CRT操作站
通道指挥器
基本调节器1 基本调节器2 基本调节器3
输入/输出
DCS结构示意图
信号要送到控制站,需要很多连线

现场总线考点汇总

第一章1、现场总线定义：原本是指现场设备之间的公用信号传输线；后来被定义为应用在生产现场，在测量设备之间实现双向串行多节点数字通信技术。

是指将现场设备（如数字传感器、变送器、仪表与执行机构等）与工业过程控制单元、现场操作站等互连而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分支的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。

2、工业控制系统的发展经历了以下5个阶段：A、气动信号控制系统20世纪50年代以前B、电动信号模拟控制系统20世纪50年代C、集中式数字控制系统20世纪60年代D、DCS集散控制系统/分散控制系统/分布式控制系统0世纪70年代中期E、FCS现场总线控制系统20世纪80年代中后期3、FCS与传统控制系统比较传统控制系统采用的是各种独立的、分离的技术；FCS不再有系统的接口问题，统一在一个自动化环境中。

4、FCS与INTERNET区别A、FCS数据传输的及时性和系统响应的实时性更强B、通讯方式：FCS采用广播和多组方式；IT网络实现一对一方式C、FCS更能适应恶劣环境D、FCS需要面向连接服务和无连接的服务E、FCS应用进程可以根据客户/服务器或发布者/接受者方式相互作用F、FCS解决多家公司产品的兼容性G、通信量：FCS针对物流、能流、动作流程，技术成熟、先进、实用；IT网络信息量大5、现场总线结构模型信息层（可连接的设备包括控制器、PC、操作员站、高速I/O、其它局域网设备，通过网关设备可以连接入因特网）控制层（连接不同的可编程设备、控制器、人机终端等，通过网关设备与信息层相连，很多应用实时性要求较高，包括I/O的实时刷新、互锁信息和控制器等之间报文的报文传递等）设备层（面向大量的现场设备，通过扫描器或网关设备将数据传送到控制层）A、总线拓扑结构B、线状结构C、星型结构D、环状结构E、分支结构6、现场总线组成A、现场总线控制系统B、现场总线的测量系统C、设备管理系统D、总线系统计算机服务模式E、数据库F、网络系统的硬件与软件硬件：（1）、总线电缆；（2）、连接在通信线上的设备称为总线设备，总线主设备和总线从设备软件：（1）、系统平台软件；（2）系统应用软件7、与DCS等传统的系统相比，现场总线（系统）有以下特点：A、现场通信网络B、数字通信网络C、开放互连网络D、现场设备互连网络E、结构与功能高度分散F、现场设备的互操作性与互换性8、FCS的核心----总线协议（解决双向数字通信的基本依据和标准）9、现场总线访问方式A、主控方式：一个高级别的节点控制所有的信号传输，顺序和时间。

现场总线知识点

1.现场总线定义按照国际电工委员会IEC标准的定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式，双向传输，多分支结构的通信网络。

2.现场总线的本质含义表现在几个方面1.现场通信网络。

现场总线作为一种数字式通信网络一直延伸到生产现场中的现场设备，是过去采用点到点式的模拟量信号传输或开关量信号的单点并行传输变为多点一线的双向串行数字传输。

2.现场设备互联。

现场设备是指位于生产现场的传感器、变送器和执行器等。

这些现场设备可以通过现场总线直接在现场实现互联，相互交换信息。

在DCS中，现场设备之间是不能直接交换信息的。

3.互操作性。

互操作性指来自不同厂家的设备可以互相通信，并且可以在多厂家的环境中完成功能的能力。

它体现在用户可以自由的选择设备，而这种选择独立于供应商、控制系统和通信协议；制造上具有增加新的、有用功能的能力，不需要专用协议和特殊定制驱动软件和升级软件。

4.分散功能块。

现场总线控制系统把功能块分散到现场仪表中执行，因此可以取消传统DCS的过程控制站。

例如现场总线变送器还可以运行PID控制功能块，现场总线执行器还可以运行PID控制功能块和输出特性补偿块还可以实现阀门特性自校验和阀门故障自诊断功能。

5.现场总线供电。

现场总线完成为现场设备供电的功能。

总线供电不仅简化了系统的安装布线，而且可以通过配套的安全栅实现本质安全系统，为现场总线控制系统在易燃易爆环境中的应用奠定了基础。

6.开放式互联网络。

现场总线为开放式互联网络，即可于同层网络互连，也可与不同层网络互联。

现场总线协议是一个完全开放的协议，它不像DCS那样采用封闭的、专用的通信协议，而是采用公开化、标准化、规范化的通信协议。

这就意味着来自不同厂家的现场总线设备，只要符合现场总线协议，就可以通过现场总线网络连接成系统，实现综合自动化。

3.现场总线通信系统组成由数据发送设备、接收设备、传输介质、传输报文和通信协议等部分组成。

4.几种典型的现场总线（考名词解释）CAN控制局域网络；PROFIBUS过程现场总线；WorldFIP世界工厂仪表协议；HART是可寻址远程传感器数据通路；ControlNet是IEC标准类型2，主要用于PLC与计算机之间的通信网络，也可在逻辑控制或过程控制系统中用于连接串行、并行的I／O设备，人机接口等；DeviceNet是一种基于CAN技术的开放型通信网络，主要用于构建底层控制网络，其节点由嵌入了CAN通信控制器芯片的设备组成；ASI执行器或传感器接口，它是一种用在控制器和传感器/执行器之间双向交换信息的总线网络，属于底层自控设备的工业数据通信网络；FF 现场总线基金会。

现场总线复习提纲

ch2 CAN总线1、CAN总线的全称是什么？应用于什么场合？2、CAN总线是如何表示数值逻辑的？3、CAN总线协议中，什么逻辑具有较高的优先级？4、CAN总线采用什么样的总线仲裁技术？5、CAN总线协协议帧中的数据场最长为多少个字节？最高传输速率？最远传输距离？6、CAN的一个位时钟分为那几个段？各自的作用是什么？7、CAN的物理层采用什么编码？位填充机制？8、CAN总线位同步分哪几种？（硬同步？重同步？）9、CAN的总线拓扑结构是怎样的？为什么要加终端电阻？10、CAN规定了几种类型的帧结构？（4种）数据帧和远程帧的区别是什么？11、CAN总线协议中是高位先发还是地位先发？12、CAN有哪几种错误类型？哪几种错误状态？系统刚启动时，所处的错误状态是什么？做严重的错误状态是什么？13、CAN控制器的作用是什么？CAN收发器的作用是什么？14、SJA1000与微控制器的硬件连接方法？SJA1000数据发送和接收流程？15、ch3 Profibus1、Profibus 的全称是什么？Profibus 协议有那三个子集，各自的特点什么？2、Profibus 的总线拓扑结构是什么？是否需要终端电阻？3、profibus 支持的物理层技术有哪些？分别应用于那个协议子集？4、RS485传输技术采用什么传输方式？最高速率？最远距离？5、RS485中继器在什么场合下使用？如何正确使用？6、RS485传输技术中，先传地位还先传高位？7、IEC11582 采用什么什么编码？8、Profibus的总线存取协议？海明距离是多少？9、profibus 提供了哪四种基本服务？10、Profibus-DP将站点分为三类？哪三类？各自的作用是什么？11、LSPM2站地址和ID号的设置方式有哪三种？硬件连接方式？profibus 接口电路？12、SPC3的微控制器接口电路？其中的双口RAM划分为三个区,哪三个区？各自的作用？ch4 Devicenet1、Devicenet 的网络模型？拓扑结构？是否支持分段？网络容量？2、Devicenet的传输线中含五条导线，分别是？3、MWP 模块的作用是什么？4、是否需要终端电阻？5、Devicenet 报文分为哪两种？各自的作用是什么？6、各个信息组的优先级如何判别？7、Devicenet 节点开机后能偶识别的两个端口是什么？什么是组2服务器？什么是仅限组2服务器？8、Devicenet 重复MAC ID检测原理？9、Devicenet 中存在四级寻址？分别是什么？10、Devicenet 网络的通信模型？11、UCMM的全称？提供那两种服务？建立显式连接后可以做什么？12、I/O信息的传送方式有哪些？预定义主从连接组的连接ID 如何确定？。

现场总线复习提要

现场总线复习提要第一章（思考与练习）1、过程控制系统的发展经历了那几代控制系统基地式仪表控制系统、模拟式仪表控制系统、直接式数字控制系统（DDC）、集散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）8、生产过程包括哪些装置答：PLC、智能调节器、现场控制站和其他测控装置。

9、什么是现场总线现场总线有哪些特点答：现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实现双向、串行、多节点数字通信的技术。

特点：开放性、互操作性和互用性、现场设备的智能化和功能自治性、系统结构的高度分散性、对现场环境的适应性。

10、现场总线的本质含义表现在哪些方面答：现场设备的互连、现场通信网络、互操作性、分散功能块、总线供电、开放式互联网络12、常用现场总线有哪些它们各有什么特点第二章（思考与练习）3、总线的寻址方式有哪些各有什么特点答：3种。

1物理寻址、2逻辑寻址、3广播寻址。

特点：1.用于选择某一总线段上某一特定位置的从设备做为响应者。

2.用于指定存储区单元某一通用区，而不顾及这些存储器单元在设备中的物理分布。

3.用于选择多个响应者。

4、数据通信系统由哪些设备组成各起什么作用答：1.信息源 2.发送设备 3.传输介质 4.接收设备 5.信息接受者作用：1.把各种消息转换成原始电信号；2.将信息源产生的消息信号变换成适合在传输介质中传输的信号，使信息源和传输介质匹配；3.传输信号的媒介4.完成发送设备的反变换，即对信息进行解调、译码和解码等。

5.将复原的原始信号转换成相应的消息。

6、什么是数据传输率它的单位是什么答：单位时间内传送的数据量。

单位有比特率S和波特率B7、试比较串行通信和并行通信的优缺点答：串行通信缺点：传输速度较慢优点：传输线少、连线简单，特别适合多位数据的长距离通信；并行通信缺点：若数据位数较多、传送距离较远时，则线路复杂，成本较高且干扰大，不适合远距离传送。

并行通信的缺点：优点：传送数据速度很快，传输效率高，8、什么是异步传输什么是同步传输各用于什么场合答：异步传输：串行通信的一种，在通信中发送方和接收方不保持同步，即时钟频率不同。

现场总线知识点范文

现场总线知识点范文现场总线（Fieldbus）是工业自动化领域中的一种通信协议和技术，用于连接现场设备和控制系统，实现实时数据传输和控制命令传递。

本文将介绍现场总线的基本原理、应用领域、通信方式以及一些常用的现场总线协议。

一、现场总线的基本原理现场总线的基本原理是将传感器、执行器和控制器等现场设备通过一种共享的总线连接起来，形成一个分布式控制系统。

这些设备可以通过总线实时地传输数据，控制命令和参数设置等信息。

现场总线的基本组成部分包括总线通信介质、总线控制器、现场设备和连接器等。

总线通信介质可以是双绞线、光纤或者无线传输等，根据具体的应用场景选择。

总线控制器负责协调数据传输和通信方式的管理。

现场设备包括传感器、执行器和控制器等，通过总线与总线控制器进行通信。

连接器用于连接总线和现场设备、总线和总线控制器之间的通信。

二、现场总线的应用领域现场总线广泛应用于工业自动化领域，例如工厂自动化、能源管理、交通控制、楼宇自动化等。

以工厂自动化为例，现场总线可以用于连接传感器和控制器，实现对生产过程的监控和控制。

通过实时传输数据，可以及时捕捉到异常情况，提高生产效率和质量。

三、现场总线的通信方式现场总线的通信方式一般采用主从式通信或者对等式通信。

主从式通信中，总线控制器作为主节点，向从节点传输数据和指令，从节点负责接收和执行命令。

对等式通信中，各节点之间可以彼此之间传输数据和指令，实现分布式的控制和管理。

四、常用的现场总线协议1. Modbus：Modbus是一种常用的串行通信协议，支持点对点和多点通信，主要应用于工业自动化和建筑自动化等领域。

2. Profibus：Profibus是一种常用的现场总线协议，适用于不同的应用场景，例如过程自动化、离散自动化和制造自动化等。

3. DeviceNet：DeviceNet是一种基于CAN总线的现场总线协议，主要用于工厂自动化和机械控制等领域。

4. EtherNet/IP：EtherNet/IP是一种基于以太网的现场总线协议，实现了工业以太网的实时通信和控制功能，适用于工厂自动化和过程控制等应用场景。

现场总线考试要点

现场总线复习题1.现场总线：是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络2.网络互联：是将分布在不同地理位置的网络、网络设备连接起来，构成更大阿规模的网络系统，以实现网络的数据资源共享。

3.基带传输：是指在基本不改变数据信号频率的情况下，在数字通信中直接传送数据的基带信号，即按数据波的原样进行传输，不采用调制措施。

它是目前广泛应用的最基本得数据传输方式4.信道容量：是指在某种传输介质中单位时间内可能传输的最大比特数，即该传输介质容许的最大数据传输速率5.奇偶校验：按数据位加上校验位共有偶数个0的规则填写校验位的方式称为偶校验；而按数据位加上校验位共有奇数个0的规则填写校验位的方式称为奇校验6. 现场总线的从设备：不能在总线上主动发起通信，只能挂接在总线上，对总线信息进行接收查询的设备称为总线从设备7. FF现场总线的通信栈：在相应的软硬件开发过程中，往往又要把除去最下端的物理层和最上端的用户层之后的中间部分作为一个整体，统称为通信栈8.相频特性：相移角度随频率变化的特性叫相频特性9.通信效率：被定义为数据帧的传输时间同用于发送报文的所有时间之比10. 工业以太网：是指在技术上与商业以太网兼容，但在产品设计，材料选用，产品强度，适用性以及实时性，可直接操作性，可靠性，抗干扰性和本质安全方面满足工业现场需要的一种以太网。

11. 本质安全技术1. IEEE802.3是令牌总线的标准。

（是通常所说的以太网）2. 半双工通信是只允许向某一个方向传输的方式。

（是有多个驱动器和接收器共享一条信号通道）3. 中继器是一种存储转发设备，用来连接同一类型的局域网。

（没有存储功能）4. 异步传输是将若干个字符组合起来一起进行传输，这些组合起来的字符被称为数据帧。

（异步传输将比特分成小组进行传送，小组可以是8位的1个字符或更长）5. ProfiNet是一种现场总线。

现场总线知识点汇总

现场总线知识点汇总1. 现场总线定义：（1）国际电工委员会IEC61158标准定义，现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间数字式、串行、多点通信的数据总线。

（2）应用在生产现场，在测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信技术。

2. 现场总线技术是在20世纪80年代中期发展起来的，是计算机技术、通信技术、控制技术（即3C技术）发展汇集成的结合点，是信息技术、数字化、智能化网络发展到现场的结果。

2. 现场总线亦称为工业控制网络，已经成为控制网络技术的代名词。

3. 现场总线以测量控制设备作为网络节点，以双绞线等传输介质为纽带，把位于生产现场、具备了数字计算和数字通信能力的测量控制设备连接成网络系统，按公开、规范的通信协议，在多个测量控制设备之间、以及现场设备与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成适应各种应用需求的自动控制系统。

（三要素：网络节点、传输介质、通信协议）4. 与一般的电信网和一般的计算机网络相比，现场总线控制系统特别强调可靠性和实时性，现场总线的数据通信是以引发物质或能量的运动为最终目的。

5. 现场总线产生的背景和时代需求：处于企业生产过程底层的测量自动化系统，由于设备之间采用传统的一对一连线，用电压、电流的模拟信号进行测量控制，或采用自成体系的封闭式的集散系统，难以实现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，要实施综合自动化，就要构建运行在生产现场、性能可靠、造价低廉的工厂底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通信，实现底层现场设备之间、以及生产现场与外界的信息交换。

现场总线作为现场设备之间互联的控制网络，沟通了生产过程现场控制设备之间及其与更高控制管理层网络之间的联系，为彻底打破自动化系统的信息孤岛僵局创造了条件。

6. 工业自动控制系统历史（1）20世纪50年代，模拟仪表控制系统（ACS）；（2）20世纪60年代，直接数字控制系统（DDC）；（3）20世纪70年代，集散控制系统（DCS）；（4）20世纪90年代，现场总线控制系统（FCS）。

现场总线作业打印

传统DCS与FCS在现场布线方面有什么区别?1、DCS显示、操作、管理集中；控制、负载、危险分散；自封闭、信息孤岛；FCS开放，全分布式的控制系统。

FCS取消了控制站，DCS控制依赖控制站。

2、现场总线多块仪表共用一块安全栅，DCS每块仪表均配一块安全栅。

3、FCS控制在现场中完成，DCS控制在控制站中完成。

4、FCS信息是双向的；DCS信息是单向的。

什么是完整的现场总线定义？现场总线是以测量控制设备作为网络节点，以双绞线等传输介质作为纽带，把位于生产现场、具备了数字计算和数字通信能力的测量控制设备连接成网络系统，按照公开、规范的网络协议，在多个测量控制设备之间、以及现场设备与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成适应各种应用需要的自动控制系统。

现场总线有哪些特点？结构特点：1、设备之间采用网络式连接是其在结构上最显著的特征之一。

2、现场总线中，由于设备增强了数字计算能力，有条件将各种控制计算功能模块、输入输出功能模块置入到现场设备之中。

借住现场设备所具备的通信能力，直接在现场完成测量变送仪表与阀门等执行机构之间的信息传送，实现了彻底分散在现场的全分布式控制。

技术特点：1系统的开放性；2互可操作性；3通信的实时性和确定性；4现场设备的智能与功能自治性，智能体现在现场设备的数字计算与数字通信能力；5对现场环境的适应性.现场总线有哪些优点？1节省硬件数量与投资；2节省安装费用；3节省维护开销；4用户具有系统集成主动权；5提高系统的准确性和可靠性；6更少的设计，简化图纸；7简化控制系统的工程实施；8减少导线、端子排、机柜、分线盒、桥架；9简化接线；10组态简单；11可查看的信息增加；12完整的诊断信息；13可在线校验，量程调整，调零；14减少停机时间，降低费用；15系统具有开放性。

IEC规定的国际现场总线标准主要包括哪些现场总线？1：IEC 61158技术规范；2:Control Net现场总线；3:Profibus 现场总线；4：P-net 现场总线；5：FF HSE；6：Swift Net现场总线；7：World FIP现场总线；8：Interbus 现场总线。

现场总线基础知识

现场总线（Fieldbus）:是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联多变量、多点、多站的通信网络1 常规模拟调节仪表仪表与计算机控制系统相结合（SPC）特点：计算机仅用于监督控制，过程由模拟仪表进行控制。

实现方式：(1)计算机只提供操作人员有关模拟调节器的设定值(2)模拟调节器的设定值由计算机直接给定缺点：计算机采用优化控制方式提出操作建议。

但采用优控制需建立数学模型，而数学模型往往很复杂。

2 直接数字控制系统（DDC）特点：计算机代替所有用于过程控制的模拟仪表。

实现方式：计算机直接参与控制，以数字方式实现常规控制规律。

缺点：受当时条件限制，难以实现复杂的控制策略。

但提出采样周期选择和控制算法的问题。

3计算机集中控制系统（CCS）计算机集中控制系统（CCS）采用一台计算机实现过程控制的功能4 集散控制系统（DCS）集散控制系统的核心思想是集中管理、分散控制，即管理与控制相分离，上位机用于集中监视管理功能，若干台下位机下放分散到现场实现分布式控制，5 现场总线控制系统（FCS）现场总线控制系统用现场总线这一开放的，具有可互操作的网络将现场各控制器及仪表设备互连，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维护费用。

1、CCS：将过程数据输入输出（PIO）、实时数据库的管理、实时数据的处理与保存、历史数据库的管理、历史数据处理与保存、人机界面的处理（MMI）、报警与日志记录、报表及系统本身的监督管理等所有功能集中在一台计算机的系统。

2、优点：结构简单、清晰，集中式的数据库容易管理，并容易保证数据的一致性。

3、缺点：（1）软件系统庞大，多种同时进行任务，计算机运行效率低。

（2）软件可靠性下降。

70%故障由于设计不良或存在缺陷的软件造成。

（3）系统的可扩性差。

（4）危险高度集中。

现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统，一方面，突破了DCS系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。

现场总线知识点总结(打印版)

1.集散控制系统是以微型计算机为基础的分散性综合控制系统。

集散控制系统的实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种新型控制技术。

它是计算机技术、通信技术、控制技术和CRT显示技术（简称4c技术）相互渗透发展的产物。

采用危险分散、控制分散，而操作和管理集中的基本设计思想，以分层、分级和合作自治的结构形式，适应现代工业的生产和管理要求。

2.集散控制系统由集中管理部分、分散啊控制检测部分和通信部分组成。

集中管理部分可分为运行员操作站、工程师工作站和管理计算机；分散控制监测部分按功能可分为控制站、监测站；通信部分用于完成控制指令及各种信息的传递和数据资源的共享。

集散控制系统按照自下而上的功能可分为四层：现场控制级、过程装置控制级、车间操作管理级和调度管理级。

3.集散控制系统组态功能包括硬件组态和软件组态。

4.CRT操作方式的特点：信息量大、显示方式多样化、操作方便容易、透明度提高。

5.组态操作包括系统组态、控制组态、画面组态和操作组态。

6.过程画面组态主要由静态画面、动态画面及画面合成等内容组成。

7.集散控制系统的显示画面可分为四层：区域显示、单元显示、组显示、细目显示。

8.集散控制系统的显示画面分为：概貌显示画面、过程显示画面、仪表面板显示画面、趋势显示画面、报警显示画面、系统显示画面。

9.数据信息：具有一定编码、格式和字长的数字信息。

10.传输速率：指信道在单位时间内传输的信息量。

11.传输方式：①单工方式：信息只能沿单方向传输的通信方式②半双工方式：信息可沿着两个方向上传输，但在某一时刻只能沿一个方向传输的通信方式③全双工方式：信息可以同时沿着两个方向传输的通信方式。

有基带传输、载带传输和宽带传输。

12.异步传输：信息以字符为单位进行传输，每个信息字符都具有自己的起始位和停止位，一个字符中的各个位是同步的，但字符与字符之间的时间间隔是不确定的；同步传输：信息不是以字符而是以数据块为单位进行传输的。

现场总线技术期中考试复习要点

现场总线技术期中考试复习要点一、现场总线技术基本概念部分什么是现场总线、常用现场总线的名称、工业控制系统发展过程中典型的控制系统及结构特点、现场总线的技术特点与结构特点、企业管理层与现场总线控制系统的关系与网络体系结构。

现场总线考试资料(删减版)

第一章概论1、什么是总线总线是各种部件之间传送信息的公共通信干线，其实质是通信网络。

任何一种总线都包括硬件和软件两部分。

2、现场总线现场总线是应用在生产现场，实现自动化控制系统现场设备或仪表之间互连的通信网络，具有的开放性、数字化、多点通信、可靠性强等特点。

3、现场总线的内涵a.它是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络。

b.它是以数字通信替代了传统4-20mA模拟信号及普通开关量信号的传输，是连接智能现场设备和自动化系统的开放的、全数字化的、双向的、多站的通信系统。

c.主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。

4、现场总线的应用现场总线的产生对工业的发展起着非常重要的作用，对国民经济的增长有着非常重要的影响。

现场总线主要应用于石油、化工、电力、医药、冶金、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域。

5、现场总线的关键----使自动控制系统与现场设备具有通信能力----连接成网络系统6、现场总线的技术特点a全数字化通信b系统的开放性c互可操作性与互换性d现场设备的智能化与功能自治性e系统结构的高度分散性f对现场环境的适应性两种方式详细对比现场总线方式传统方式结构一对多：一对传输线接多台仪表，双向传输多个信号。

一对一：一对传输线接一台仪表，单向传输一个信号。

可靠性可靠性好：数字信号传输抗干扰能力强，精度高。

可靠性差：模拟信号传输不仅精度低，而且容易受干扰控制控制功能分散在各个智能仪器中。

所有的控制功能集中在控制站中。

互换性各智能仪表基于统一的总线标准设计，不同品牌的仪表互连，实现“即插即用”。

尽管模拟仪表统一了信号标准，可是大部分技术参数仍由制造厂自定，致使不同品牌的仪表不能互换。

现场总线控制系统的软件1.操作系统2.网络管理软件3.通信软件4.底层测控软件企业管理层(数据网络)--过程监控层(数据网络)--现场控制层(控制网络)几种典型的现场总线１.CAN 总线 2.ControlNet 现场总线3.LonWorks 总线 4.DeviceNet 总线 5.Modbus 总线6.HART 总线第二章数据通信基础2.1 数据通信的基本概念p122.1.1 信息a信息（Information）是客观事物属性和相互联系特性的表征，它反映了客观事物的存在形式和运动状态。