几种现场总线技术的介绍比较

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三种工业总线及其中的现场总线

三种工业总线及其中的现场总线

一,工业总线三种基本类型

*传感器级总线,即485总线网络

*设备级总线,即HART总线网络

*现场总线,即FieldBus现场总线网络

现场总线定义:现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网

现场总线分为以下几种:

下面就几种主流的现场总线做一简单介绍。

1、基金会现场总线(FoundationFieldbus 简称FF)

这是以美国Fisher-Rousemount公司为首的联合了横河、ABB、西门子、英维斯等80家公司制定的ISP协议和以Honeywell公司为首的联合欧洲等地150余家公司制定的WorldFIP协议于1994年9月合并的。该总线在过程自动化领域得到了广泛的应用,具有良好的发展前景。

基金会现场总线采用国际标准化组织ISO的开放化系统互联OSI的简化模型(1,2,7层),即物理层、数据链路层、应用层,另外增加了用户层。FF分低速H1和高速H2两种通信速率,前者传输速率为31.25Kbit/秒,通信距离可达1900m,可支持总线供电和本质安全防爆环境。后者传输速率为1Mbit/秒和2.5Mbit/秒,通信距离为750m和500m,支持双绞线、光缆和无线发射,协议符号IEC1158-2标准。FF的物理媒介的传输信号采用曼切斯特编码。

2、CAN(ControllerAreaNetwork控制器局域网)

最早由德国BOSCH公司推出,它广泛用于离散控制领域,其总线规范已被ISO国际标准组织制定为国际标准,得到了Intel、Motorola、NEC等公司的支持。CAN协议分为二层:物理层和数据链路层。CAN的信号传输采用短帧结构,传输时间短,具有自动关闭功能,具有较强的抗干扰能力。CAN支持多主工作方式,并采用了非破坏性总线仲裁技术,通过设置优先级来避免冲突,通讯距离最远可达10KM/5Kbps/s,通讯速率最高可达40M /1Mbp/s,网络节点数实际可达110个。已有多家公司开发了符合CAN协议的通信芯片。

现场总线技术

现场总线技术

INTERBUS主要性能特点
·环型拓扑网络,通过总线控制板引出主干 线外,并具有165分支层;
·传输媒介:铜导线、光导传输、其他传输 (红外、高频电环式);
· 传 输 速 率 :500kbit/s( 标 准 ) 、 125kbit/s( 特 殊 用 途 ) 、 2Mbit/s(2001年后应用);
·端子连接部分结构有特色。 
几种流行的现场总线技术
• 基金会现场总线FF • Profibus现场总线 • HART通信协议 • CAN总线 • DeviceNet-ControlNet系统
·作为FCS的主干网络,可局域网冗余, 设备冗余。
FF
• 支持单位:现场总线基金会(FisherRosemount等100多家公司)。
• 标准:IEC61158;IEC61784。 • 应用领域:流程工业及其它工业控制。 • 使用情况:已有试点工程投入运行。 • 多家生产各种有FFH1接口的产品,
• 现场总线系统结构类型
主从型; C/S型 环型 通信型
现场总线的技术特征
• 功能上管理集中,控制分散; • 结构上横向分散、纵向分级; • 快速实时响应能力; • 互操作性; • 高可靠性;
快速实时响应能力
• 快速实时响应能力的要求
传输速率不高于1Mbps 响应时间为0.01-0.5s 具有处理随机事件的能力

总线技术的分类和特点

总线技术的分类和特点

总线技术的分类和特点

随着现代信息技术的快速发展,各种设备逐渐普及并开始互联互通。而设备之间的通信则离不开数据传输,而总线技术就是一种重要的数据传输方式。总线技术(Bus Technology)指的是在计算机中集成的一种数据传输系统,其作用是将各种设备通过数据线连接在一起进行数据交互和控制。总线技术的发展和应用,对于促进电子信息产业的繁荣发展和提高数据传输效率具有不可替代的作用。本文将介绍总线技术的分类和特点。

一、总线技术的分类

总线技术可以根据其使用的领域,分为计算机总线和工业现场总线两个大的类别。在计算机总线方面,又可细分为ISA总线、VESA总线、PCI总线、AGP总线以及USB总线等几个子类。

1. ISA总线

ISA总线是个使用较早的总线技术,主要应用在PC机和IBM 电脑上。这种总线速度较慢、传输数据带宽有限,已经基本被更好的总线技术所取代。

2. VESA总线

VESA总线(英文名称VESA Local Bus)一度被视为取代ISA 总线的主要技术。它在16位宽的数据总线中,带宽可高达

132Mbps。但是,由于VESA总线的使用和开发成本过高,因此仅限制于少数厂商的硬件产品中。

3. PCI总线

PCI总线(英文名称:Peripheral Component Interconnect)是一种新一代的外部I/O总线,是目前最为普遍的总线技术。它可以支持多种硬件设备的连接,例如:图形加速卡、声卡、USB卡、网卡、磁盘控制器等。PCI总线的传输速度有一定的保障,因此许多主板都采用这种总线技术。

现场总线有哪些特点?现场总线技术九大种类介绍

现场总线有哪些特点?现场总线技术九大种类介绍

现场总线有哪些特点?现场总线技术九大种类介绍

什么是现场总线现场总线(Fieldbus)是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线,它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。由于现场总线简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点,因而受到了许多标准团体和计算机厂商的高度重视。

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。简单说,现场总线就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全数字、双向、多站的通信系统。

现场总线主要特点1.系统的开放性传统的控制系统是个自我封闭的系统,一般只能通过工作站的串口或并口对外通信。在现场总线技术中,用户可按自己的需要和对象,将来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。

2.可操作性与可靠性现场总线在选用相同的通信协议情况下,只要选择合适的总线网卡、插口与适配器即可实现互连设备间、系统间的信息传输与沟通,大大减少接线与查线的工作量,有效提高控制的可靠性。

3.现场设备的智能化与功能自治性传统数控机床的信号传递是模拟信号的单向传递,信号在传递过程中产生的误差较大,系统难以迅速判断故障而带故障运行。而现场总线中采用双向数字通信,将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成,可随时诊断设备的运行状态。

4.对现场环境的适应性现场总线是作为适应现场环境工作而设计的,可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线及电力线等,其具有较强的抗干扰能力,能采用两线制实现送电与通信,并可满足安全及防爆要求等。

几种典型的现场总线

几种典型的现场总线
➢ 第1个CPU为介质访问控制MAC处理器,处理LonTalk协议的第一层 和第二层
➢ 第2个CPU为网络处理器,处理LonTalk协议的第三层到第六层 ➢ 第3个CPU为应用处理器,实现LonTalk协议的第七层,执行用户编
写的代码及用户代码所调用的操作系统服务
LonWorks网络上的装置都必须有1个神经元芯片 LonTalk的6层已经在购买的神经元芯片中完成,用户只
5.4 Profibus协议
5.4.2 Profibus现场总线技术的主要构成
➢ Profibus-PA(Process Automation):用于安全性要求较 高的场合,它具有本质安全特性,是Profibus的过程自动 化解决方案,将自动化系统和过程控制系统与现场设备 连接起来,代替了4~20mA模拟信号传输技术
期大大缩短。 ➢ 系统总体成本降低,升级改造费用低。
5.3 FF
5.3.1 FF的概述
FF总线(Foundation Fieldbus )系统是为了适应自动化系 统,特别是过程自动化系统在功能、环境与技术上的需 要而专门设汁的。
FF的发展背景 FF的主要特点
➢ 为适应过程自动化系统在功能、环境与技术上的需要而设计 ➢ 能适应总线供电的要求,利用总线为现场设备提供工作电源 ➢ 能适应本质安全防爆的要求 ➢ 为IEC国际现场总线标准子集
5.2.4 Neuron C语言

几种现场总线技术的介绍比较

几种现场总线技术的介绍比较

几种现场总线技术的介绍比较

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[编者按]:现场总线技术是自动化领域计算机、通讯和网络技术的发展而发展起来的新兴技术,它是先进的电子技术、仪表技术、计算机技术和网络技术的集成体。现场总线(Filedbus)是在生产现场用于连接智能现场设备的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网络,现场总线控制系统FCS(Filedbus control system)则是基于现场总线的自动控制系统,即以现场总线作为工厂底层网络,通过网络集成而构成的自动控制系统网络,按照公开、规范的通讯协议在智能设备之间、智能设备与远程计算机之间实现数据传输和信息交换,从而实现控制与管理一体化的综合自动控制系统。纵观控制系统的发展过程,任何一种新的控制系统的出现都是针对旧的控制系统存在的缺陷而给出的解决方案,并在用户需求和市场竞争等外部因素的推动下占据主导地位,现场总线和现场总线控制系统的产生和发展也经历了同样的过程。[FCS的发展与历史]

现场总线技术(FCS)简介

现场总线(Fieldbus)是80年代末、90年代初国际上发展形成的,用于过程自动化、制

造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基

础,沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一

个基层网络,而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、

数字通讯等技术为主要内容的综合技术,已经受到世界范围的关注,成为自动化技术发展的

热点,并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多实力、有影响的公司都先后

现场总线技术

现场总线技术

9.4.2 现场总线技术

现场总线技术是20世纪80年代中期在国际上发展起来的一种崭新的工业控制技术。现场总线技术极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量,使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。更重要的是从原来的面向设备选择控制和通信设备转变成为基于网络选择设备。尤其是20世纪90年代现场总线技术逐渐进入中国以来,结合Internet和Intranet的迅猛发展,现场总线控制系统技术越来越显示出其传统控制系统无可替代的优越性。

1.什么是现场总线技术

从名词定义来讲,现场总线是用于现场电器、现场仪表及现场设备与控制室主机系统之间的一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统。而现场总线标准规定某个控制系统中一定数量的现场设备之间如何交换数据。数据的传输介质可以是电线电缆、光缆、电话线、无线电等等。

现场总线技术就是将微处理器芯片嵌入到位于控制现场的检测仪表和执行机构中,使这些设备都具有了智能化的运算和通信能力,能成为独立承担各种检测、控制和通信任务的网络节点。采用可进行简单连线的双绞线等传输途径作为总线,把多个测量控制设备连接成的网络系统,并按公开、规范的通信协议,使得位于现场的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,从而形成了各种适应实际需要的新型的自动控制系统。

传统控制系统的接线方式是并联接线方式,从可编程控制器(PLC)控制各个电器元件,每一个元件对应有一个I/O口,两者之间需用两根线进行连接,作为控制或电源。当PLC 所控制的电器元件数量达到数十个甚至数百个时,整个系统的接线就显得十分复杂,容易搞错,施工和维护也十分不便。为此,人们考虑怎样把那么多的导线合并到一起,用一根导线来连接所有设备,所有的数据和信号都在这根线上流通,同时设备之间的控制和通信可任意设置。因而这根线自然而然地成了总线,就如计算机内部的总线概念一样。由于控制对象都在工矿现场,不同于计算机通常用于室内,所以这种总线被称为现场总线。图9-17显示了传统控制系统和现场总线控制系统不同的接线方式。

现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用,使用方法

现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用,使用方法

现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用,使用方法

现场总线(Fieldbus)是一种新型的工业通信技术,它是以数字化的方式将数据传输到工业现场设备和控制系统之间的通信总线。现场总线的出现大大提高了工业自动化的可靠性、效率、安全和灵活性。下面将介绍现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用和使用方法。

一、发展历程

现场总线的发展可追溯到20世纪70年代,当时欧洲的一些机构开始研究数字控制系统。80年代初,德国联邦教育研究部门的PLC工艺小组提出了“第三代工厂控制理论”,并提出了“现场总线”的概念。90年代初,现场总线开始应用于工业自动化领域,并逐渐发展成为主流的工业通信技术。

二、特点及分类

1. 特点

(1)数字化传输:现场总线采用数字化通信方式,避免了模拟信号的干扰和失真,提高了数据的可靠性和准确性。

(2)灵活性:现场总线可以连接多种类型的设备和控制系统,实现设备之间的信息交换和协同工作。

(3)可扩展性:现场总线可以根据工业自动化系统的需求进行扩展和升级,具有很高的灵活性和适应性。

(4)实时性:现场总线可以实现实时数据传输和控制,提高了工业

生产的效率和精度。

(5)安全性:现场总线支持加密和认证技术,保障了工业通信的安全性和可靠性。

2. 分类

目前常用的现场总线主要有以下几种:

(1)Profibus:是德国西门子公司研发的一种现场总线,可以实现高速数据传输和设备的实时控制。

(2)Modbus:是Modicon公司开发的一种现场总线,适用于数据采集和控制。

(3)CAN总线:是一种广泛应用于汽车和工业控制领域的现场总线,具有高速、可靠、抗干扰等特点。

5类现场总线技术

5类现场总线技术

5类现场总线技术

现场总线是20世纪80年代末、90年代初国际上发展形成的,用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础,沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。本文小编介绍五类常见的现场总线。

1、CAN总线

CAN总线最早是由德国Bosch公司推出,用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信协议。其总线规范已被ISO国际标准组织制定为国际标准,并且广泛应用于离散控制领域。它也是基于OSI模型,但进行了优化,采用了其中的物理层、数据链路层、应用层,提高了实时性。其节点有优先级设定,支持点对点、一点对多点、广播模式通信。各节点可随时发送消息。传输介质为双绞线,通信速率与总线长度有关。CAN总线采用短消息报文,每一帧有效字节数为8个;当节点出错时,可自动关闭,抗干扰能力强,可靠性高。

2、HART总线

HART协议是由Rosemount公司于1986年提出的通信协议。它是用于现场智能仪表和控制室设备间通信的一种协议。它包括ISO/OSI模型的物理层、数据链路层和应用层。HART通信可以有点对点或多点连接模式。这种协议是可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议,其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信,属于模拟系统向数字系统转变过程中的过渡产品,因而在当前的过渡时期具有较强市场竞争力,在智能仪表市场上占有很大的份额。

3、基金会现场总线FF

基金会现场总线FF是在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景的一种技术。其前身是以美国Fisher-Rosemount公司为首,联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制定的ISP协议和以Honeywell公司为首,联合欧洲等地150家公司制定的World FIP协议。这两大集团于1994年9月合并,成立了现场总线基金会,致力于开发出国际上统一的现场总线协议。

现场总线技术概述 (2)

现场总线技术概述 (2)

4.千米级:现场总线,如FF,Profibus,WorldFIP等。
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二、现场总线的定义和分类
1. 定义
现场总线(Fieldbus):是用于过程自动化或制造
自动化中的,实现智能化现场设备(例如,变送器、
执行器、控制器)与高层设备(例如主机、网关、人
机接口设备)之间互联的,全数字、串行、双向的通
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六、现场总线通信协议模型
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六、现场总线通信协议模型
为满足实时性、快速性的要求,实现低成本,现场总 线通讯模型采用简化的OSI模型。采用OSI模型中的三个 典型层:物理层、数据链路层和应用层,在省去中间3-6层后,考虑现场总线的通信特点,设置一个现场总线访 问子层。它具有结构简单、执行协议直观、价格低廉等 优点,也满足工业现场应用的性能要求。总之,开放系 统互连模型是现场总线技术的基础,现场总线参考模型 既要遵循开放系统集成的原则,又要充分兼顾测控应用 的特点和特殊要求。目前世界有影响的几种现场总线技 术,都以国际标准组织的开放系统互连模型作为基本框 架,并根据行业的应用需要施加某些特殊规定后形成的 标准,在较大范围内取得了用户与制造商的认可。
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一、总线的分类
❖总线(bus)的概念由来已久,仪器仪表与计算机控制 系统数字通信用的总线有很多种。

几种常见的现场总线简介

几种常见的现场总线简介

几种常见的现场总线简介从1984年IEC开始制订现场总线国际标准至今,经过16年的努力和有关各方的协商妥协,最终,采用包括8种类型现场总线的IEC6lI58标准,并于1999年底的投票中得以通过。

2.1 Type l IEC技术报告(即FF H1)FF H1现场总线的网络协议是按照ISOOSI参考模型建立的,它由物理层、数据链路层、应用层,以及考虑到现场装置的控制功能和具体应用而增加的用户层组成。基金会现场总线(FF)是Type1现场总线的一个子集(Subset)。

2.2 Type 2 ControlNet

ControlNet现场总线得到美国Rockwell公司支持。它采用了一种新的通信模式:生产者/客户(Producer/Consumermodel)模式。这种模式允许网络上的所有节点,同时从单个数据源存取相同的数据。这种模式最主要的特点是增强了系统的功能,提高了效率和实现精确的同步。

2.3 Type 3 Profibus

Profibus得到德国Siemens公司支持。Profibus数据链路层总线存取有两种方式,即令牌环(Token-Ring)方式和主站/从站(Master/Slave)方式。Profibus系列由3个兼容部分组成,即Profibus-DP、Profibus-FMS和Profibus-PA。Profibus-DP适用于设备级控制系统与分散I/O之间高速通信,它使用物理层、数据链路层以及用户接口。Profibus-FMS适用于车间级监控网络,是一个令牌结构、实时多主网络。Profibus-PA专为过程自动化设计,它能够将变送器和执行器连接到一根公共总线,符合IEC61158.2物理层规范,

现场总线控制技术

现场总线控制技术

FCS就是现场总线控制技术,这两者是一回事。FCS是由PLC发展而来的;而在另一些行业,FCS 又是由DCS发展而来的,所以FCS与PLC及DCS 之间有着千丝万缕的联系,又存在着本质的差异。FCS是由DCS与PLC发展而来,FCS不仅具备DCS 与PLC的特点,而且跨出了革命性的一步。而目前,新型的DCS与新型的PLC,都有向对方靠拢的趋势。新型的DCS已有很强的顺序控制功能;而新型的PLC,在处理闭环控制方面也不差,并且两者都能组成大型网络,DCS与PLC的适用范围,已有很大的交叉。

DCS系统的关键是通信。也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络,因此,数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。数据公路的媒体可以是:一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。

通过数据公路的设计参数,基本上可以了解一个特定DCS系统的相对优点与弱点。

(1)系统能处理多少I/O信息。

(2)系统能处理多少与控制有关的控制回路的信息。(3)能适应多少用户和装置(CRT、控制站等)。(4)传输数据的完整性是怎样彻底检查的。

(5)数据公路的最大允许长度是多少。

(6)数据公路能支持多少支路。

(7)数据公路是否能支持由其它制造厂生产的硬件(可编程序控制器、计算机、数据记录装置等)。为保证通信的完整,大部分DCS厂家都能提供冗余数据公路。

为了保证系统的安全性,使用了复杂的通信规约和检错技术。所谓通信规约就是一组规则,用以保证所传输的数据被接收,并且被理解得和发送的数据一样。目前在DCS系统中一般使用两类通信手段,即同步的和异步的,同步通信依靠一个时钟信号来调节数据的传输和接收,异步网络采用没有时钟的报告系统。·FCS

现场总线技术介绍

现场总线技术介绍

现场总线技术介绍看看有哪⼏种常见的总线系统??1.现场总线技术

⽬前,公认的现场总线技术概念描述如下:现场总线是安装在⽣产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。其中,"⽣产过程"包括断续⽣产过程和连续⽣产过程两类。

或者,现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为⽹络节点,⽤总线相连接,实现相互交换信息,共同完成⾃动控制功能的⽹络系统与控制系统。

2.现场总线技术产⽣的意义

(1)现场总线(Fieldbus)技术是实现现场级控制设备数字化通信的⼀种⼯业现场层⽹络通信技术;是⼀次⼯业现场级设备通信的数字化⾰命。现场总线技术可使⽤⼀条通信电缆将现场设备(智能化、带有通信接⼝)连接,⽤数字化通信代替4-20mA/24VDC信号,完成现场设备控制、监测、远程参数化等功能。

(2)传统的现场级⾃动化监控系统采⽤⼀对⼀连线的、4-20mA/24VDC信号,信息量有限,难以实现设备之间及系统与外界之间的信息交换,使⾃控系统成为⼯⼚中的"信息孤岛",严重制约了企业信息集成及企业综合⾃动化的实现。

(3)基于现场总线的⾃动化监控系统采⽤计算机数字化通信技术,使⾃控系统与设备加⼊⼯⼚信息⽹络,构成企业信息⽹络底层,使企业信息沟通的覆盖范围⼀直延伸到⽣产现场。在CIMS系统中,现场总线是⼯⼚计算机⽹络到现场级设备的延伸,是⽀撑现场级与车间级信息集成的技术基础。

3.基于现场总线的现场级与车间级⾃动化监控及信息集成系统

基于现场总线技术的现场级与车间级⾃动化监控及信息集成系统如图所⽰:

现场总线总结

现场总线总结

总线基本概念部分

1、现场总线的概念P1:

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行双向、串行、多节点数字通信的技术。

2、现场总线的5个发展阶段P2:

》基地式气动仪表控制系统

》电动单元组合式模拟仪表控制系统

》集中式数字控制系统

》集散控制系统DCS

》现场总线控制系统FCS

3、现场总线分类P3:

(目前现场总线产品主要是低速总线产品,应用于运行速率较低的领域,对网络的性能要求不是很高。高速现场总线主要应用于控制网内的互连,连接控制计算机、PLC 等智能程度较高、处理速度快的设备,以及实现低速现场总线网桥间的连接,它是充分实现系统的全分散控制结构所必须的。) 传感器总线和设备总线统称为现场总线;

按通信帧的长短,把数据传输总线分为:传感器总线,设备总线和现场总线;

ASI总线,传感器总线,位级数据总线;

CAN总线,设备总线,字节级数据总线;

ControlNet,PROFIBUS,Foundation Fieldbus总线,现场总线,数据块级数据总线;4、现场总线的技术特点P8:

•1.系统的开放性

•2.可操作性与互用性

•3.现场设备的智能化与功能自治性

•5。对现场环境的适应性

5、现场总线的优势与劣势P9:

优势:1.节省硬件数量与投资;2。节省安装费用;3.节约维护开销;3.用户具有高度的系统集成主动权;4.提高了系统的准确性与可靠性

劣势:网络通信中数据包的传输延迟,通信系统的瞬时错误和数据包丢失,发送与到达次序的不一致等,都会破坏传统控制系统原本具有的确定性,是的控制系统的分析和综合变得更复杂,使控制系统的性能受到负面影响。

5种现场总线

5种现场总线

CAN 是Controller Area Network 的缩写(以下称为CAN),是ISO国际标准化的串行通信协议。在当前的汽车产业中,出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同,由多条总线构成的情况很多,线束的数量也随之增加。为适应―减少线束的数量‖、―通过多个LAN,进行大量数据的高速通信‖的需要,1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。此后,CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化,现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。

现在,CAN 的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是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。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

CAN属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之目前许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言, 基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性:

首先,CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取

决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据,且CAN协议

废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容

《现场总线技术大全》课件

《现场总线技术大全》课件

通讯设备
用于实现现场设备之间的数据 传输和通讯,如总线适配器、 网关等。
控制系统
用于实现整个现场总线系统的 控制和管理,如PLC、DCS等。
硬件设备的选择
根据实际需求选择合适的硬件设备,需要考虑设备的性能、可靠性、兼容 性、成本等多个因素。
选择硬件设备时需要遵循标准化、模块化、互换性等原则,以便于设备的 维护和升级。
EtherNet/IP是一种基于以太网的通信协议,支持实时数据传输和设 备之间的信息交互,广泛应用于工业自动化领域。
CAN总线协议
CAN总线是一种串行通信协议,支持多个设备之间的数据传输和监控 ,广泛应用于汽车和工业自动化领域。
通信协议的选择
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根据实际需求选择
在选择通信协议时,需要根据实际需求进行选择 ,如传输距离、传输速率、设备数量、实时性要 求等。
常见的通信协议
Modbus协议
Modbus是一种串行通信协议,广泛应用于工业自动化领域,支持主 从通信方式,可以实现多个设备之间的数据传输和监控。
Profinet协议
Profinet是一种基于以太网的通信协议,支持实时数据传输和分布式 自动化控制,具有高可靠性和高扩展性。
EtherNet/IP协议
考虑兼容性和开放性
在选择通信协议时,需要考虑协议的兼容性和开 放性,以确保与其他设备的互操作性和可扩展性 。
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几种现场总线技术的介绍比较

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[编者按]: 现场总线技术是自动化领域计算机、通讯和网络技术的发展而发展起来的新兴技术,它是先进的电子技术、仪表技术、计算机技术和网络技术的集成体。现场总线(Filedbus)是在生产现场用于连接智能现场设备的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网络,现场总线控制系统FCS(Filedbus control system)则是基于现场总线的自动控制系统,即以现场总线作为工厂底层网络,通过网络集成而构成的自动控制系统网络,按照公开、规范的通讯协议在智能设备之间、智能设备与远程计算机之间实现数据传输和信息交换,从而实现控制与管理一体化的综合自动控制系统。纵观控制系统的发展过程,任何一种新的控制系统的出现都是针对旧的控制系统存在的缺陷而给出的解决方案,并在用户需求和市场竞争等外部因素的推动下占据主导地位,现场总线和现场总线控制系统的产生和发展也经历了同样的过程。[FCS的发展与历史]

现场总线技术(FCS)简介

现场总线(Fieldbus)是80年代末、90年代初国际上发展形成的,用于过程自动化、

制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的

基础,沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是

一个基层网络,而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算

机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术,已经受到世界范围的关注,成为自动化技术发

展的热点,并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多实力、有影响的公司都

先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设

备的底层,作为工厂设备级基础通讯网络,要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成

本低的特点 :具有一定的时间确定性和较高的实时性要求,还具有网络负载稳定,多数为短

帧传送、信息交换频繁等特点。

由于上述特点,现场总线系统从网络结构到通讯技术,都具有不同上层高速数据通信网

的特色。所谓PAC,ARC咨询公司率先提出这一概念,他们提出,“目前自动化技术领域出

现了一种新的发展趋势,即高端PLC的功能正在接近小型DCS和SCADA系统的功能,而同时

一种新兴的技术——可编程自动化控制器(PAC)的出现,开始改变PLC市场格局。相比PLC,

这种PAC产品具有更强的通讯能力,更大的存储容量和更快的CPU速度,使PLC成为一种通

用的自动化平台组件。”同时,他们还对PAC的概念进行了详细定义:诸如在一种平台上实

现逻辑控制、传动控制、运动控制和过程控制等多种功能;具有公用对象标记和统一数据库

的多学科开发平台;控制软件允许用户根据多个设备或多个过程单元之间的过程流进行控制

设计具有开放和模块化的结构,无论是工厂的机械设计还是过程行业的单元运行,都能满足

其生产过程特点;网络接口和编程语言等都采用事实上的工业标准,能够实现不同供应商的

[WorldFIP现场总线在智能模块化变电所的应用]

[LonWorks在列车通信网络上的应用]

[WorldFIP网络管理与Internet技术的融合]

[现场总线在水厂自动控制中的应用]

[CAN现场总线技术在烟草制丝线上的应用]

[CAN 总线系统智能节点设计]

[基于现场总线技术的工厂Web]

[基于现场总线技术的先进控制系统]

[LonWorks控制网络技术在智能建筑中的应用]

[CAN总线系统在现代汽车中的应用]

FCS和DCS的简单比较

FCS: FCS(Field-bus Control System)现场总线控制系统;DCS:(Distributed Control System)分布式控制系统.;DCS 是一种很好的工业控制系统,它已被广泛的应用并取得了良好的效果,但其功能的大部分未发挥,FCS是在现场总线技术的基础上较DCS更新一代的控制系统如图所示。DCS会继续存在,FCS是发展方向,他们会在相当长的一段时间内共存。

结束语:

由于现场总线技术的发展和实际应用,控制和自动化行业正在经历着巨大的技术变革。从自动控制系统的发展史来看,曾有过两次大的革新:一次是50年代末由旧式模拟仪表向电动或气动单元组合仪表的转变;另一次是80年代从电子模拟仪表到DCS的转变。这两次大的转变,远远不及现场总线对控制系统发展的影响那样深刻。现场总线使控制系统发生了概念上的全新变化。它使传统的控制系统结构发生了根本的变化,在某种意义上,可认为现场总线最终将完全代替DCS。它将开辟过程控制的新纪元。

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