现场总线基本知识介绍
第1讲现场总线技术概述
1.3.1 基金会现场总线
前身为以Fisher-Rousemount公司为首，联合 Foxboro、横河、ABB、西门子等公司的ISP协议， 以及以Honeywell为首的P协议，合并后 成立现场总线基金会； 以ISO/OSI开放系统互连模型为基础，取其物理层、 数据链路层、应用层，并增加用户层； 分低速H1(31.25Kbps,距离1900m)和高速 H2(1Mbps,750m和2.5Mbps,500m)两种通信速率； 介质支持双绞线、光缆和无线发射，传输信号采用 曼彻斯特编码
现场总线有两种编码方式：Manchester和NRZ， 前者同步性好，但频带利用率低，后者刚好相反。 前者采用基带传输，后者采用频带传输。传输介 质主要有：有线电缆、光纤和无线介质。
10
现场总线概述
1.1.8 现场总线网络的实现 数据链路层
分为两个子层：介质访问控制层(MAC)和逻辑链路控制层(LLC)。 MAC对传输介质传送的信号进行发送和接收控制；LLC对数据链进 行控制，保证数据传送到指定的设备上。现场总线上的设备可以是 主站，也可以是从站。 MAC层的三种协议：集中式轮询协议、令牌总线协议和总线仲裁协 议。
介质、拓扑结构、节点数等
网络性能
传输速率、时间同步准确度、访问控制方式等
测控系统应用考虑 市场及其他因素
21
现场总线概述
1.3 现场总线简介 1.3.1 基金会现场总线(FF) 1.3.2 PROFIBUS 1.3.3 LonWorks 1.3.4 CAN
1.3.5 HART
22
现场总线概述
FCS: 一对多：一对传输线接多台仪表，双向传输多个信号
DCS: 一对一：一对传输线接一台仪表，单向传输一个信号
现场总线技术
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，
现场总线标准
• FF • ControlNet • Profibus • P-NET • FFHSE • SwiftNet • WorldFIP • INTERBUS
FFHSE
• 支 持 单 位 : 现 场 总 线 基 金 会 (FisherRosemount等100多家公司)。
• 准 :IEC61158;IEC61784;IEC611313;IEEE80 和 RFC894 的 工 业 标 准 以 太 网;IETF(互联网管理任务要点)。
WorldFIP
• WorldFIP世界工厂仪表协议支持单位: 法国Alstom公司(原Honeywell公司为 北 美 参 加 单 位 ， 后 与 FF 合 并 ) 。 标 准 :IEC61158;IEC61784;EN50170(F IP为法国国家标准)。
• 应用领域:电力工业、铁路交通、工业控 制、楼宇自动化。
可以满足系统集成要求。
FF主要性能特点
·IEC支持，开放性好，可互操作性好it/s; ·支持本质安全防爆; ·有数据链路网桥连接与HSE相连。
Profibus
• Profibus-DP • Profibus-PA • Profibus-FMS
Profibus-DP
现场总线系统安全规范
功能块与设备描述规范
• 现场设备信息格式及功能描述规范 称为”行规”(Profile), 行规可有效 实现各种现场设备应用层互联。
1-现场总线基础知识
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
现场总线技术简介
演讲人
目录
0现场总线技术的概念
现场总线技术的定义
1
2
3
4
现场总线技术是一种 用于工业自动化领域
的网络通信技术
现场总线技术可以 实现设备之间的实 时数据交换和监控
现场总线技术可以 应用于各种工业控
制系统和设备中
现场总线技术可以 提高生产效率和降
Modbus等。
建筑自动化现场总线：用于建筑自动化 和控制系统的现场总线技术，如 LonWorks、BACnet等。
汽车电子现场总线：用于汽车电子控制 系统的现场总线技术，如CAN、LIN等。
智能家庭现场总线：用于智能家庭控制 系统的现场总线技术，如KNX、 ZigBee等。
现场总线技术的优缺点
01
现场总线技术的应用领域
工业自动化：用于控制和监测工业 生产过程
交通自动化：用于控制和监测交通 设施，如交通信号灯、交通监控等
楼宇自动化：用于控制和监测楼宇 设备，如照明、空调、安防等
医疗自动化：用于控制和监测医疗 设备，如医疗仪器、医疗监控等
现场总线技术的分类
现场总线技术的种类
工业现场总线：用于工业自动化和控制 系统的现场总线技术，如Profibus、
优点：实时性好，传输速度快，可靠性高，易于维护和扩展
02
缺点：成本较高，需要专门的硬件和软件支持，兼容性较差
03
适用场景：工业自动化、智能建筑、智能交通等领域
04
发展趋势：随着技术的不断发展，现场总线技术将更加智能化、集成化和网络化。
谢谢
低生产成本
现场总线技术的特点
01 实时性：现场总线技
术可以实现实时数据 传输，满足工业控制 对实时性的要求。
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
1、什么是现场总线？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的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。
现场总线一般是指一种用于连接现场设备，如传感器（sensors）、执行器以及像PLC、调节器（regulators）、驱动控制器等现场控制器的网络。
现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向、串行、多节点、数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。
现场总线是一种串行的数字数据通信链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备（现场设备）之间以及更高层次自动控制领域的自动化控制设备（车间级设备）之间的联系。
现场总线是连接控制系统中现场装置的双向数字通信网络；现场总线是从控制室连结到现场设备的双向全数字通信总线。
现场总线是用于过程自动化和制造自动化（最底层）的现场设备或现场仪表互连的现场数字通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。
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。
由此网络构成的系统称为现场总线控制系统。
2、现场总线的结构特点是什么？现场总线系统中，各现场设备分别作为总线上的网络节点，设备之间采用网络式连接是现场总线系统在结构上最显著的特征之一。
（1）系统的开放性开放系统是指通信协议公开，不同制造商提供的设备之间可实现网络互连与信息交换，现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。
（2）互可操作性与互用性互可操作性，是指网络中互连设备间的信息传送与交换，可实行点对点，一点对多点的数字通信。
而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而实现互用。
（3）通信的实时性与确定性现场总线系统的基本任务是实现测量控制。
现场总线系统中的媒体访问机制、通信模式、网络管理与调度方式等都将保证通信的实时性、有效性与确定性。
（4）现场设备的智能化与功能自治性智能主要体现在现场设备的数字计算与数字通信能力上。
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。
现场总线概论
1.1 什么是现场总线 1.1.1现场总线基本概念 1.1.2现场总线产生 1.1.3DCS，RI/O和FCS 1.1.4现场总线通信系统 1.1.5现场总线技术现状及发展 1.2几种典型的现场总线 1.3现场总线控制系统的构成 1.4现场总线控制系统的特点
1.1 什么是现场总线
什么性质的信号？
• ⑹画出I/O模件与现场仪表连接示意
现 场 图，它们之间传递是什么性质的信 号？
• ⑺画出现场仪表与生产过程连接示
意图，它们之间传递是什么性质的 物理量？
• ⑻控制策略存在于什么模件中？ • ⑼画出开环监视信息流。
RI/O
处理器模件
BUS
CP I/O ﹕
I/O
CP I/O ﹕
I/O
国际电工委员会在IEC61158中给现场总线下了一个 定义： 安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自 动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据 总线称为现场总线。 简述：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
1.1.1现场总线基本概念 （现场总线的本质含义）
现场设备或现场仪表是指传感器、变送器和执
行器等，这些设备通过_____传输线互连
（3）互操作性
用户希望选用各制造商性能价格比最好的产品集成在一 起，实现“即插即用”；用户希望对不同品牌的现场 设备统一组态，构成其所需的控制回路
所谓_______是指来自不同厂家的设备（仪表）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。
FCS
处理器模件
BUS
CP μP I/O CP μP I/O CP μP I/O
智能现场设备 /现场总线仪表
现场总线的概念
现场总线的概念
现场总线（Fieldbus）是一种用于工业自动化领域的通信协议，它用于在现场设备（如传感器、执行器、变送器等）和控制系统（如PLC、DCS、FCS等）之间进行数字通信。
现场总线是一种开放式、数字化、双向通信系统，它允许不同的设备之间进行实时通信和数据交换。
这些设备通常位于工厂的现场，用于监测和控制生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量等。
现场总线的特点包括：
1.开放式：现场总线是一种开放式通信协议，允许不同的设备之
间进行通信，不受厂商和技术的限制。
2.数字化：现场总线采用数字信号进行通信，相比传统的模拟信
号具有更高的精度和稳定性。
3.双向通信：现场总线支持双向通信，即设备之间可以进行数据
交换和相互控制。
4.实时性：现场总线具有较高的实时性，能够满足工业自动化领
域的实时监测和控制要求。
5.可靠性：现场总线具有较强的抗干扰能力，能够在恶劣的工作
环境下稳定运行。
常见的现场总线协议包括Modbus、Profinet、CAN总线、HART等。
这些协议各有特点，适用于不同的应用场景。
在选择现场总线时，需要根据实际需求和应用场景进行综合考虑。
现场总线(Field Bus)
第五章现场总线(Field Bus)§5.1 概述一、现场总线的定义与发展与发展：：安装在生产过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置间的数字式装置间的数字式、、串行和多点通信的数据总线串行和多点通信的数据总线。
1. 初始想法初始想法：：现场设备智能化2. 关键问题关键问题：：统一标准3. DCS FCS传统DCS 结构:二、现场总线的特点和优点（1）实时性实时性：：具有较高的数据传输率具有较高的数据传输率，，合理分配总线资源合理分配总线资源，，每个节点都能及时收发信息（2）互操作性互操作性：：实现互连设备间实现互连设备间、、系统间的信息传送与沟通（3）互换性互换性：：要求不同制造商生产的性能类似的设备可进行互换（4）开放性开放性：：协议公开协议公开，，不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息交换（5）现场设备的智能化与功能自治性（6）经济性经济性：：节点价格低节点价格低，，传输介质较廉价传输介质较廉价，，减少线缆（7）安全性安全性：：解决防爆问题（8）可靠性可靠性：：解决环境适应性问题解决环境适应性问题，，具有较强的抗干扰能力使得控制系统的设计使得控制系统的设计、、安装安装、、投运投运、、正常生产运行及检修维护都得到了优化现场总线仪表是指连接在现场总线上的各种仪表或设备或设备，，按功能可分为六类按功能可分为六类：：–变送器类变送器类：：压力变送器压力变送器、、温度变送器等温度变送器等；；–执行器类执行器类：：气动执行器气动执行器、、电动执行器等电动执行器等；；–转换器类转换器类：：现场总线/电流转换器电流转换器、、现场总线/气压转换器等换器等；；–接口类接口类：：计算机和控制器与现场总线之间的接口仪表或设备或设备；；–电源类电源类：：现场总线仪表供电电源现场总线仪表供电电源；；–附件类附件类：：总线连接器(网桥)、终端器终端器、、中继器等中继器等。
现场总线仪表的特点:全数字性全数字性；；精度高精度高；；抗干扰能力强抗干扰能力强；；内嵌控制功能内嵌控制功能；；高速通信；多变量测量和传输多变量测量和传输；；系统综合成本低系统综合成本低；；真正的可互操作性；真正的分散控制本质安全型(Intrinsic safety)仪表又叫安全火花型仪表又叫安全火花型仪表。
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。
现场总线复习资料
现场总线复习资料1.过程控制系统的发展经历了那几代控制系统？答：共5代。
1.基地式仪表控制系统2.模拟式仪表控制系统3.直接式数字控制系统（DDC）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？答：FF Profibus LonWorks CC-Link Modbus特点：FF：采用ISO/OSI参考模型的简化模型。
只具备其中的3层，即物理层、数据链路层和应用层，另外增设了用户层。
FF分低速H1和高速H2两种通信速率。
Profibus:采用了ISO/OSI模型中的3层，，即物理层、数据链路层和应用层，另外增设了用户层，由.Profibus-DP/Profibus-PA/Profibus-FMS 这3各版本组成。
Profibus采取主站之间令牌传递方式和主、从站之间的主-从通信方式。
LonWorks：采用ISO/OSI模型的全部7层通信协议，并采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。
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。
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。
现场总线
第一章现场总线概述一、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。
二、IEC对现场总线的定义：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。
它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式，新型全分布式的控制系统。
三、经历了几代控制系统第一代控制系统：以20世纪50年代前的气动信号控制系统PCS为主；第二代控制系统：把4～20mA等电动模拟信号控制系统；第三代控制系统：把数字计算机集中式控制系统称为第三代;第四代控制系统：把70年代中期以来的集散式控制系统DCS(Distributed Control System)称作第四代。
四、现场总线的本质含义主要表现在以下6个方面：1、现场通信网络：用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互连的通信网络2、现场设备互连：现场设备或现场仪表是指传感器、变送器和执行器等，这些设备通过一对传输线互联，传输线可以使用双绞线、同轴电缆。
光纤和电源线等，并可根据需要因地制宜地选择不同类型的传输介质。
3、互操作性，4、分散功能块，5、通信线供电，6、开放式互联网络。
五、现场总线的特点与优点：1，结构特点：现场总线控制系统（FCS）打破了传统控制系统的（DCS）的结构形式。
FCS: 一对多：一对传输线接多台仪表，双向传输多个信号；DCS: 一对一：一对传输线接一台仪表，单向传输一个信号。
1），系统的开放性；2），互可操作性与互用性；3），现场设备的智能化与功能自治性；4），系统结构的高度分散性；5），对现场环境的适应性。
3，优点：1）节省硬件数量与投资；2）节省安装费用；3）节约维护开销；4）用户具有高度的系统集成主动权；5）提高了系统的准确性与可靠性。
六、基金会现场总线(FF)，CAN，DeviceNet，LonWorks，PROFIBUS，HART，INTERBUS，CC-Link，ControlNet，WorldFIP，P-Net，SwiftNet．第二章数据通信系统与网络互联一、总线的基本术语：1，总线与总线段。
科普丨通俗易懂讲解现场总线，喜欢请转发~
科普丨通俗易懂讲解现场总线，喜欢请转发~ 没想到，居然还会发这样一份“科普”贴。
有人提出PROFIBUS和PROFINET的取舍，我就用2000年的车和2018年的车做比较，结果不服！行，那我们就来聊聊现场总线。
既然是科普贴，那就没必要搞得那么文绉绉的（要玩文的我也没那本事）。
太深入的我也讲不了，我只管用不管开发，就像当年有人问我PLC的原理是什么，把我问的一脸懵逼……我们就随便聊聊，到哪是哪。
一、什么是现场总线？说白了，设备之间需要通讯，通讯就要硬件层的设备和软件层的协议，规范这两种东西的就是现场总线。
我们以西门子的PROFINET 总线为例，实际上他就是TCP/IP协议的变种！我们知道，TCP/IP是七层架构（不知道的自己查资料），PROFINET就是在七层架构中改了2层（还是3层，不确定），规定了一下通讯格式作为他的通讯协议，所以他继承了TCP/IP高速的特点，硬件上和TCP/IP类似，所以我们随便找一个交换机，即使是市面上几十块钱一个那种，插上网线，网络一样通。
二、为什么要用现场总线？举个例子，一个PLC系统控制了5个工位，每个工位平均有20个气缸（每个气缸有2个到位信号，配套的电磁阀有2个控制信号），5个模拟量，5个传感器，如果不用现场总线，我需要把这所有的线全部拉到主控柜中，我们来算一下总共有多少根线：气缸（20*（2+2）=80个点）80根+模拟量5根+传感器5根，每个工位90根，*5=450根！看着密密麻麻的端子排，有木有一种牛逼大了的感觉？如果隔得远，这一堆线拉的那叫一个HIGH！如果我们用现场总线模块，每一个工位配置一个站，每一个站直接该区域的线，主控柜接入每个分站只有一根电源、一根总线而已，布线明显简单高效，且维护方便。
还有其他的一些设备，例如工业机器人，单台和PLC的通讯信号就几十几百个，全部拉线？你在逗我？用现场总线一根线完事！三、现场总线有哪些？市面上主流的现场总线有：PROFIBUS、PROFINET、DEVICENET、CC-LINK、EtherNet/IP等。
现场总线基础知识
现场总线基础知识、常见应用大全（不断完善中）和PLC里的那个帖子一样，把论坛里的基础知识汇总起来供大家方便阅读，楼主的帖放目录，我和管理员、版主一起帮忙更新；我找的不多，希望大家一起帮忙完善！目录：（前几段还是毕业论文copy下来的- -|||）现场总线的发展背景现场总线类型现场总线特点与优越性现场总线发展前景人们对现场总线的几点误解DeviceNet常识（因为太长太长了，分了好几段发，而且没找到图，请各位原谅）智能传感器、现场总线与FCS支持基金会的现场总线现场总线PROFIBUS技术现场总线技术在各个行业中的应用越来越...基于现场总线的变电站监测监控的设计与...基于现场总线技术的工厂Web后面放个软件出来，caj 文件阅览器，因为太大了上不来就把网址放下面了，大家去下/soft/2983.ht m这网站可以放心的。
上传的为压缩格式，所以…………还要解压软件winrar,在的资料下载就有。
上传几个资料[em02]内容：profibus应用1.rar:profibus-dp现场总线技术在棒材生产线中的应用.caj profibus-dp总线在广钢连轧厂的应用.cajprofibus应用2.rar:基于p-d的变频器控制系统.caj基于profibus-dp的变频器网络控制.caj基于profibus-dp现场总线网通讯原理及应用.cajprofibus应用3.rar:profibus-dp在变频器控制系统的应用.cajS7-300PLC构成profibus-dp网络的原理及应用.caj带profibus-dp接口的智能变频器开发.caj西门子profibus-dp现场总线及应用.caj文件下载：（不能让你们白拿，回复才给看，哼哼。
[em31]）[replyview] [upload=rar]viewFile.asp?ID=3341[/upload][upload=rar]viewFile.asp?ID=3342[/upload] [upload=rar]viewFile.asp?ID=3343[/upload] [/replyvie w]如果上面资料下载有任何问题如无法下载或者打不开等请给我发信息或者留言，谢谢。
现场总线讲义
Batch Process Control
Materials Handling Control
Robotics
Numerical Control
1998 年
IEC 61158
形成 IEC 61158
TS
TS
相当于 FF H1
1999 年 12月通过 月通过
Type 2:Control Net Type 3:PROFIBUS Type 4:P-Net Type 5:FF HSE Type 6:Swift Net Type 7:WorldFIP Type 8:Interbus
谢 谢 大 家
再 见
CPO
COM - Component Object Model DCOM- Distributed Component Object Model DCS - Distributed Control System OLE - Object Link and Embedding (ActiveX) OPC - OLE for Process Control TCP/IP-Transmission Control Protocol/Internet Protocol HMI - Human-Machine Interface RPC- Remote Process Call UDP- User Datagram Protocol
EN 50 170 DIN E 19245 T4
数据链路层 (2) 物理层 (1)
IEC 接口 IEC 1158-2
行规
现场总线欧洲标准的结构
CLC TC65C X
EN EN 50170 P-Net, PROFIBUS, WFIP, FF, Control Net EN EN 50254 DP, DWF, INTERBUS prEN EN 50325 Device Net, SDS
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8
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现场总线产生的因素(2/2)
(3)微处理器技术的发展 (4)集成电路技术的发展 (5)计算机技术的发展
(6)通信网络技术的发展
(7)用户需求和市场竞争
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9
现场总线的类型(1/2)
目前国际上是多种现场总线并存，IEC现场总线标准(IEC61158)是迄今为 止制定时间最长、投票次数最多、意见分歧最大的国际标准之一。IEC于2000 年1月4日公布投票结果。 IEC61158采用以下8种现场总线： 类型1：IEC61158技术报告 (即FF H1)
13
传统PLC&DCS
操作站 LAN
控制站
I/O PLC
4-20 mA
4-20 mA
Analyzer
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14
新一代FCS
操作站
LAN H2 现场总线 服务器 H1 H1
总线卡
H2
网桥 124台设备
H1 现场总线
32 H1 现场总线 H1 现场总线
32台设备
32台设备
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15
新一代FCS现场总线的布线
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6
现场总线仪表的特点
多变量测量、传送 一台总线仪表可以对多变量同时进行测量、传送。
7
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现场总线产生的因素(1/2)
2.现场总线产生的因素 (1)模拟仪表设备的缺点 *一对一结构：一对传输线，一台仪表，单向传输一个信号； 安装接线庞杂，工程费用高，维护困难； *可靠性差：模拟信号传输易受干扰，精度低； *失控状态：操作人员在控制室既不了解其工作状况，也不能对其进行 参数调整，更不能预测故障。 (2)现场总线仪表设备的优点 *一对N结构：一对传输线，N台仪表，双向传输多个信号； 安装接线简单，工程费用低，维护容易； *可靠性高：数字信号传输抗干扰强，精度高； *可控状态：操作人员在控制室既可了解其工作状况，也能对其进行 参数调整，还可预测故障； *综合功能：现场总线仪表既有检测、变换和补偿功能， 又有控制和运算功能。 *分散控制：功能块分散在现场仪表中，实现了彻底的分散控制。
类型2：ControlNet
类型3：PROFIBUS 类型4：P-NET 类型5：FF HSE
(美国Rockwell)
(德国Siemens) (丹麦Process Data) (美国Fisher-Rosemount)
类型6：Swift Net
类型7：World FIP 类型8：Inter bus
(美国Boyin)
网络管理
省略3~6层
信封内容：
n收/发信人的地址 n邮票 n信件内容包在里面 n书写格式严格 FB: 报文何时送出
管 理 数 据 链 路 层 2
Postmaster: n Coordination
送给哪个设备
物
理
层
信箱：
1
n 保存信封 n 地址并 标识
传输介质
运送信件： FB: 在通信媒体上的信号 13
16
16
(德国Bosch，ISO11898 ，Philips)
(美国Echelon) (瑞士Carlo Gavazzi)
Modbus(Modbus plus)
(美国Modicon)
11
11
通信网络模型
应用层 7 表示层 6 会话层 5
面向信息处理
软件实现
传输层 4 负责端到端通信的最高层
硬件和软件实现 硬件实现
网络层 3 链路层 2 物理层 1
传输介质
面向网络通信
12
12
现场总线模型
TAG TIC101 Reactor Temperature PV = 242 degrees C
邮件内容：
用 网 应 络
户 用
层 层Biblioteka 87n 通用语言 n 读 并 理解 FB: 功能块
信件内容：
n 收/发信件人 n 信件内容 FB: 数据参数
LD5-2平台仪表部分基础知识学习材料系列之六
现场总线基础知识
LD5-2仪表
马永生
2006年4月 个人描述,仅供参考
现场总线的定义
根据国际电工委员会IEC61158-2的定义，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的数字式、串 行、多点通信的数据总线。
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现场总线仪表的特点
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现场总线仪表的特点
精度高 现场总线可以消除模拟通信方式中数据传送时产生的误差。
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现场总线仪表的特点
抗干扰能力强 在模拟通信方式中，信号是以4mA-20mA的连续变化形式存在的， 信号值的变化可以无限小，因此噪音和信号畸变在模拟信号传输中是无 法避免的。
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现场总线仪表的特点
内嵌控制功能 在每台现场总线仪表中都嵌有PID控制、逻辑运算、算术运算等模 块，用户通过组态软件对这些功能块进行任意调用，以实现过程参数的 现场控制。
全数字性 模拟通信方式是用4mA-20mA直流模拟信号传送信息，即一对线只 能接一台现场仪表，传送方向具有单向性，因此，接收现场仪表信息的 信号线和发给现场仪表信息的信号线是分开的。 现场总线通信方式是完全的数字通信方式，可以进行双向通信，可 以传送多种数据，从变送器到最后的调节阀，信号一直宝石数字性，具 有全数字性。
(法国Alston) (德国Phoenix Contact)
注：IEC现场总线标准的8种类型都是平等的，并要求类型2~8对类型1 提供接口，但不要求类型2~8之间提供接口。
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现场总线的类型(2/2)
其余现场总线： HART (美国Fisher-Rosemount)
CAN
LON (Lon Works) Dupline