常用的工业控制计算机总线
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。
《工业控制组态及现场总线技术》 6CAN总线的基本概念和技术标准
总线概念和报文格式
位仲裁
CAN总线以报文为单位进行数据传送，报文的优先级结合在11位标识符中，具有最低二进制数的标识符有最高的优先级。这种 优先级一旦在系统设计时被确立后就不能再被更改。总线读取中的冲突可通过位仲裁解决。当几个站同时发送报文时，站1的报 文标识符为011111;站2的报文标识符为0100110;站3的报文标识符为0100111。所有标识符都有相同的两位01，直到第3位进 行比较时，站1的报文被丢掉，因为它的第3位为高，而其它两个站的报文第3位为低。站2和站3报文的4、5、6位相同，直到第 7位时，站3的报文才被丢失。注意，总线中的信号持续跟踪最后获得总线读取权的站的报文。在此例中，站2的报文被跟踪。这 种非破坏性位仲裁方法的优点在于，在网络最终确定哪一个站的报文被传送以前，报文的起始部分已经在网络上传送了。所有 未获得总线读取权的站都成为具有最高优先权报文的接收站，并且不会在总线再次空闲前发送报文。 CAN具有较高的效率是因为总线仅仅被那些请求总线悬而未决的站利用，这些请求是根据报文在整个系统中的重要性按顺序处 理的。这种方法在网络负载较重时有很多优点，因为总线读取的优先级已被按顺序放在每个报文中了，这可以保证在实时系统 中较低的个体隐伏时间。对于主站的可靠性，由于CAN协议执行非集中化总线控制，所有主要通信，包括总线读取 (许可)控制， 在系统中分几次完成。这是实现有较高可靠性的通信系统的唯一方法。
一、总线的基本概念和技术标准
总线概念和报文格式
CAN总线概念
一、总线的基本概念和技术标准
总线概念和报文格式
CAN总线概念
应答场(ACK)包括应答位和应答分隔符。发送站发送的这两位均为隐性电平(逻 辑1)，这时正确接收报文的接收站发送主控电平(逻辑0)覆盖它。用这种方法， 发送站可以保证网络中至少有一个站能正确接收到报文。报文的尾部由帧结束 标出。在相邻的两条报文间有一很短的间隔位，果这时没有站进行总线存取， 总线将处于空闲状态。
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。
4. AGP总线AGP总线(Advanced Graphics Port)也叫高级图像端口。
这种总线技术是一种新型的专用于图形加速卡的总线技术，其传输速度较之PCI总线要快得多。
5. USB总线USB总线（Universal Serial Bus）是另一种目前广泛采用的计算机总线技术，一般用于与外部设备的接口，如鼠标、打印机、扫描仪等。
常用的工业控制计算机总线
(6) 技术综合性要求高
工业控制计算机应用是系统工程问题。除了要解决计 算机的基本部分以外，还需要解决它如何与被测控对象的 接口，如何适应复杂的工业环境，如何与工艺过程与企业 管理相结合等一系列问题。
以上是工业控制计算机和其它类型计算机相比的区别
5.1.2 微型计算机系统总线的概念
总线：微型计算机系统中信号线的集合，是一种传送规定 信息的公共通道，有时亦称数据公路，通过它可以把各种 数据和命令传送到各自要去的地方。 在微型计算机系统中广泛采用三总线的结构形式 数据总线、地址总线和控制总线。
为了和 Intel 80286等高性能16位微处理器兼容， IBM公司在 PC总线基础上增加了一个36个引脚的 AT扩展插座而形成16位的AT总线，IBM／AT及其 兼容机机箱中，通常在母板上分别设置几个AT插 槽和PC插槽，这种结构也称之为IBM公司的ISA (Industrial Standard Architecture)结构，即工业标准 结构。
4 CompactPCI 工业控制计算机
第五章 工业控制计算机及其接口技术
5.1 概述 5.1.1 工业控制计算机的概念与特点
机电一体化系统中的计算机软、硬件占着相当重要的地位，它往往代表着系统 的先进性和智能特征。因而，把机电一体化系统中的微机软、硬件称之为智能组成 要素。一般微型机往往在实验室、办公室或在家庭中使用，而机电一体化系统中的 微型机通常在条件不比较恶劣的条件下使用，必须采用工业控制机或按工业环境要 求设计的微型机、其要求是可靠性高、抗干扰能力强、环境适应能力好。
1. 工业控制计算机的概念
一般的把适合于工业环境使用的微型计算机系统称之为工业控制计算机。一 般也叫IPC[Industry Personal Computer]。严格说来，所谓工业控制计算机，是指那 些满足下述条件的计算机系统： · 能够提供各种数据采集和控制功能。 · 能够和工业对象的传感器、执行机构直接接口。 · 能够在苛刻的工业环境下可靠运行。
工业控制计算机有哪些类型
工控机是专门为工业控制设计的计算机，用于对生产过程中使用的机器设备、生产流程、数据参数等进行监测与控制，由于工控机经常会在环境比较恶劣的环境下运行，对数据的安全性要求也更高，因此需要单独定制才能满足需求。
工控机的种类众多，常见的有以下五种：
1、IPC（PC总线工业电脑）IPC是基于PC总线的工业电脑，价格低、质量高、产量大、软/硬件资源丰富，因此使用广泛，其主要的组成部分为工业机箱、无源底板及可插入其上的各种板卡组成，并采取全钢机壳、机卡压条过滤网，双正压风扇等设计，具有可靠性、实时性、扩充性等诸多特点。
2、PLC（可编程序控制器）它是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统，采用可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
3、DCS（分散型控制系统）又称分布式控制系统，它是一种高性能、高质量、低成本、配置灵活的分散控制系统系列产品，可以构成各种独立的控制系统、分散控制系统DCS、监控和数据采集系统，满足各种工业领域对过程控制和信息管理的需求。
4、FCS（现场总线系统）这是一种全数字串行、双向通信系统，系统内测量和控制设备如探头、激励器和控制器可相互连接、监测和控制。
在工厂网络的分级中，它既作为过程控制和应用智能仪表的局部网，又具有在网络上分布控制应用的内嵌功能，是常用的工控机之一。
5、CNC（数控系统）全称是数字控制系统，是根据计算机存储器中存储的控制程序，执
行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统，通过利用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制位置、角度、速度等机械量和开关量等。
工业上的总线分类
总线技术按总线所在位置分类，可以把总线分为外部总线、内部总线和片内总线：一、外部总线：1、RS-232-C总线；2、RS-485总线；3、IEEE-488总线；4、SCSI总线；5、IDE总线；6、USB总线；7、Fire wire串行总线（IEEE-1394）；8、Centronics总线；二、内部总线（PC内部总线1-3）1、FSB总线；2、HT总线；HT总线是AMD 为K8平台专门设计的高速串行总线，它的发展历史可回溯到1999年，原名为“LDT总线”（Lightning Data Transport），闪电数据传输。
3、QPI总线；5、SPI总线；6、SCI总线；三、系统总线1、VESA总线；2、数据总线（DB）、控制总线（CB）、地址总线（AB）；3、IBM PC总线；4、ISA总线；5、EISA总线；6、PCI总线；PCI（peripheral component interconnect）总线是当前最流行的总线之一，它是由Intel公司推出的一种局部总线。
它定义了32位数据总线，且可扩展为64位。
7、APG总线；8、2IC（intel integrated circuit bus)管理总线该总线是有飞利浦公司于80年代为音频和视频设备开发的串行总线，主要运用于服务器。
9、MCA总线；（微通道结构总线）在计算机系统总线中，还有另一大类为适应工业现场环境而设计的系统总线10、STD总线；12、PC/104总线；13、Compact PCI；Compact PCI的意思是“坚实的PCI”，是当今第一个采用无源总线底板结构的PCI系统，是PCI总线的电气和软件标准加欧式卡的工业组装标准，是当今最新的一种工业计算机标准。
14、PCI-E总线PCI Express采用的也是目前业内流行这种点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。
计算机控制技术课后题答案整理版（1到5章基本都有了）
第一章1、计算机控制系统是由哪几部分组成的？画出方框图并说明各部分的作用。
答:计算机控制系统由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成；框图P3。
1）工业控制机主要用于工业过程测量、控制、数据采集、DCS操作员站等方面。
2）PIO设备是计算机与生产过程之间的信息传递通道，在两者之间起到纽带和桥梁的作用。
3）生产过程就是整个系统工作的各种对象和各个环节之间的工作连接。
2、计算机控制系统中的实时性、在线方式与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？（1）实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
（2）实时性一般要求计算机具有多任务处理能力，以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务，加快程序执行速度；在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时，可以随时响应事件的中断请求。
3.计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？（1）操作指导控制系统（OIS）优点：结构简单、控制灵活和安全。
缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制对象。
（2）直接数字控制系统(DDC) （属于计算机闭环控制系统）优点：实时性好、可靠性高和适应性强。
（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最有工况。
（4）集散控制系统优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。
（5）现场总线控制系统优点：与DOS相比降低了成本，提高了可靠性。
（6）PLC+上位系统优点：通过预先编制控制程序实现顺序控制，用PLC代替电器逻辑，提高了控制是现代灵活性、功能及可靠性。
附加：计算机控制系统的发展趋势是什么？大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。
为更好地适应生产力的发展，扩大生产规模，以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求，目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。
工业常用总线总结
目录INTERBUS系统用总线工行业中，用于连接传感器/执行器的信号到计算机控制站，是一种开放的串行总线系统。
距离：分布式，最长距离可达12.8km，系统安装费用低。
传输介质：双绞线、光缆、红外线等，网络可在各种工业环境联接，并可混合使用。
PROFIBUS-DP/FMS总线PROFIBUS – DP的DP即Decentralized Periphery。
它具有高速低成本，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。
它与PROFIBUS－PA（Process Automation ）、PROFIBUS-FMS (Fieldbus MessageCAN系统用总线AS INTERFACE系统用总线ASI现场总线能够直接连接二进制执行器和传感器，形成自动化底层控制系统，是属于现场总线（FIELDBUS）下层设备层的监控网络系统；是一个比较小的低成本的属于设备层的总线技术。
Device Net系统用总线Devicenet是90年代中期发展起来的一种基于CAN（Controller AreaNetwork）技术的开放型、符合全球工业标准的低成本、高性能的通信网络，最初由美国Rockwell公司开发应用。
Devicenet现已成为国际标准IEC62026-3《低压开关设备和控制设备控制器设备接口》，并已被列为欧洲标准，也是实际上的亚洲和美洲的设备网标准。
2002年10月DeviceNet被批准为中国国家标准GB/T18858.3-2002，并于2003.4.1起实施。
目前，Devicenet技术属于"开放DeviceNet厂商协会"ODVA组织所有及推广。
ODVA在世界范围拥有300多家著名自动化设备厂商的会员（如Rockwell、ABB、Omron等）。
我国的ODVA组织由上海电器科学件间的可互换性的同时，减少了配线和安装工业自动化设备的成本和时间。
DeviceNet不仅仅使设备之间以一根电缆互相连接和通讯，更重要的是它给系统所带来的设备级的诊断功能。
总线和数据通信技术整
汽车总线需要具备高可靠性、耐久性和安全性等特点，以适应汽车恶劣的工作环境。常见的汽车总线有CAN、LIN、FlexRay等。
汽车总线
航空总线主要用于连接航空电子系统中的各种设备和模块，实现实时数据传输和协同工作。
航空总线需要满足高可靠性、高安全性和高效率等要求，以确保飞行的安全和稳定。常见的航空总线有ARINC 429、ARINC 629等。
总线标准与协议
数据通信技术基础
02
数据一位一位地顺序传送，占用通信线路少，适合于远距离通信。
串行传输
数据以字节或字为单位，同时传送多个二进制位，速度快，适合于近距离通信。
并行传输
数据传输方式
比特率
表示每秒传输的二进制位数，单位是bps（bits per second）。
波特率
表示每秒传输的符号数，单位是baud。
工业物联网
工业物联网通过数据通信技术将工业生产过程中的设备、传感器和控制系统连接起来，实现智能化监控、远程控制和数据分析等功能，提高生产效率和降低运营成本。
数据通信在物联网中的应用
总线和数据通信技术的发展趋势和挑战
05
随着数据量的增长，总线及数据通信技术正向着更高的传输速率发展，以满足大数据时代的需求。
城域网
03
城域网是一种介于局域网和广域网之间的数据通信网络，覆盖城市或地区范围内的网络，用于连接不同地点的据通信应用
无线数据通信应用
移动通信
移动通信是指移动用户之间或移动用户与固定用户之间的通信方式，包括2G、3G、4G和5G等技术。
无线局域网
无线局域网是一种基于无线传输介质的局域网，通过无线信号传输数据，常见的标准包括WiFi和蓝牙等。
工业常用总线总结
目录INTERBUS系统用总线 ----------------------------------------------------------------------2 PROFIBUS-DP/FMS总线 -------------------------------------------------------------------2 CAN系统用总线 ------------------------------------------------------------------------------2 AS INTERFACE系统用总线-----------------------------------------------------------------3 DEVICE NET系统用总线--------------------------------------------------------------------3 EIB(EUROPE INSTALLATION BUS)用总线电缆 ----------------------------------------4 1553B总线 ------------------------------------------------------------------------------------4 MIC总线----------------------------------------------------------------------------------------4 VXI总线（我国军用） ----------------------------------------------------------------------5 LXI总线技术 ----------------------------------------------------------------------------------5 PXI总线 ----------------------------------------------------------------------------------------6INTERBUS系统用总线InterBus是一个传感器/调节器总线系统，特别适用于工业用途，能够提供从控制级设备至底层限定开关的一致的网络互联。
工控领域最流行的九大现场总线
工控领域最流行的九大现场总线目前国际上有40多种现场总线，但没有任何一种现场总线能覆盖所有的应用面，按其传输数据的大小可分为3类：传感器总线（sensorbus），属于位传输；设备总线（devicebus），属于字节传输；现场总线，属于数据流传输。
1、FF现场总线FF现场总线基金会是由WORLDFIPNA（北美部分，不包括欧洲）和ISPFoundation 于1994年6月联合成立的，它是一个国际性的组织，其目标是建立单一的、开放的、可互操作的现场总线国际标准。
这个组织给予了IEC现场总线标准起草工作组以强大的支持。
这个组织目前有l00多成员单位，包括了全世界主要的过程控制产品及系统的生产公司。
1997年4月这个组织在中国成立了中国仪协现场总线专业委员会（CFC）。
致力于这项技术在中国的推广应用。
FF成立的时间比较晚，在推出自己的产品和把这项技术完整地应用到工程上相对于PROFIBUS和WORLDFIP要晚。
但是正由于FF是 1992年9月成立的，是以FisherRosemount公司为核心的ISP（可互操作系统协议）与WORLDFIPNA两大组织合并而成的，因此这个组织具有相当实力：目前FF在IEC现场总线标准的制订过程中起着举足轻重的作用。
现场总线基金会自成立以来，经过十年的发展，已经形成了一个开放的、全数字化的工业通信系统，并在上世纪末开始进入中国市场，推动了中国的工业自动化技术进步，并开始了大型全区域系统集成的应用。
一个开放式的总线协议，很重要的一点就是有多少设备支持这个协议。
否则，这个协议的开放性就没有意义了。
在无线和远程I/O管理方面，现场总线基金会发布了基金会远程运营管理初步规范。
新的技术规范是基金会面向无线和远程I/O进行远程运营管理解决方案的一部分，面向远程运营管理设备定义了代表基金会HART设备的现场总线变送器模块。
该模块可以显示有线HART及无线HART设备。
此外，该规范还描述了通过基金会高速以太网（HSE）传输基本HART命令协议接触HART设备进行配置和资产管理的理想方法。
计算机三大总线举例(全)
内部总线、系统总线及外部总线举例一、内部总线1.I2C总线I2C(Inter-IC)总线10多年前由Philips公司推出，是近年来在微电子通信控制领域广泛采用的一种新型总线标准。
它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简化，器件封装形式小，通信速率较高等优点。
在主从通信中，可以有多个I2C总线器件同时接到I2C总线上，通过地址来识别通信对象。
2.SPI总线串行外围设备接口SPI(serialperipheral interface)总线技术是Motorola 公司推出的一种同步串行接口。
Motorola公司生产的绝大多数MCU(微控制器)都配有SPI硬件接口，如68系列MCU。
SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。
3.SCI总线串行通信接口SCI(serialcommunication interface)也是由Motorola公司推出的。
它是一种通用异步通信接口UART，与MCS-51的异步通信功能基本相同。
二、系统总线1.ISA总线ISA(industrial standard architecture)总线标准是IBM公司1984年为推出PC/AT机而建立的系统总线标准，所以也叫AT总线。
它是对XT总线的扩展，以适应8/16位数据总线要求。
它在80286至80486时代应用非常广泛，以至于现在奔腾机中还保留有ISA总线插槽。
ISA总线有98只引脚。
2.EISA总线EISA总线是1988年由Compaq等9家公司联合推出的总线标准。
它是在ISA 总线的基础上使用双层插座，在原来ISA总线的98条信号线上又增加了98条信号线，也就是在两条ISA信号线之间添加一条EISA信号线。
在实用中，EISA总线完全兼容ISA总线信号。
3.VESA总线VESA(video electronics standard association)总线是 1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线，简称为VL(VESA local bus)总线。
五种总线介绍1
五种总线介绍总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。
总线是一种内部结构，它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。
在计算机系统中，各个部件之间传送信息的公共通路叫总线，微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的。
以下为大家介绍五种总线。
Dupline总线：Dupline是一种现场及安装总线，为建筑自动化、配水、能源管理、铁路系统及其它领域提供独一无二的解决方案。
该系统能通过普通双芯线缆传输数字和模拟信号达数公里距离。
系统采用模块化设计，操作原理简单，即使是新手也能很快在现有或新的应用领域熟练使用该系统。
解决方案设计将各种Dupline模块产品结合起来，包括数模I/O模块、可编程逻辑控制器(PLC)和个人计算机接口、人机界面和调制解调器。
安装的所有模块连接到同一条双芯线缆，以在模块间以及中央控制器和模块间实现数据交换。
Dupline总线的应用：Dupline通常用作远程I/O系统，在现场装置（如传感器、接触器、阀门和按钮等）和中央监测控制器（PLC、个人计算机或Dupline控制器）之间建立连接。
但是当信号通过点对点的方式传输，不需要控制器或其它智能装置时，Dupline还可用作简单的接线替代系统。
（Dupline信号不仅可以通过铜线传输，也可通过光缆、无线电调制调解器、租赁电话线或GSM调制调解器传输。
自1986年以来，Dupline已在全球安装了超过10万个系统，为其出色的性能提供了强有力的佐证。
）Dupline总线的优点和特性：传输距离达10公里，不需要中继器，操作简便，高度抗噪，自由拓扑，灵活，无特殊线缆要求，可利用原有线缆，有总线供电设备，与PLC和个人计算机接口灵活连接，通过GSM调制调节器、无线电调制调解器或光缆传输性能经10万个已安装系统证明，低本高效。
工业控制系统接口标准
工业控制系统接口标准
工业控制系统的接口标准有多种，以下是一些常见的接口标准：
1. Modbus：Modbus是一种串行通信协议，用于在工业控制系统中连接不同设备，如传感器、执行器和监视器。
它是一个开放的通信协议，支持多种物理介质和网络架构。
2. Profibus：Profibus是一种现场总线通信协议，广泛应用于工业自动化领域。
它可以用于连接各种设备，包括传感器、执行器、PLC和DCS等。
Profibus提供了高速、可靠的数据传输，并支持分布式控制系统。
3. Ethernet/IP：Ethernet/IP是一种基于以太网的工业通信协议，它将以太网和工业自动化集成在一起。
它提供了实时数据传输、设备管理和网络安全等功能，广泛应用于工业控制系统中。
4. CAN（Controller Area Network）：CAN是一种串行通信协议，主要用于车辆和工业领域的控制系统。
它具有高度可靠性和抗干扰能力，适用于需要长距离通信和实时数据传输的应用场景。
5. OPC（OLE for Process Control）：OPC是一种通信协议和软件标准，用于在工业控制系统中实现设备间的数据交换。
它提供了统一的接口和数据模型，使得不同厂商的设备可以互相通信和集成。
这些接口标准在工业控制系统中起到了关键作用，使得不同设备能够进行数据交换和协调工作，实现自动化控制和监测。
具体选择哪种接口标准取决于应用需求、设备兼容性和网络架构等因素。
1。
几种常用的总线标准
什么是CAN总线？
CAN意为Controller Area Network的缩写，意为控制区域网络。是国际上流行的现场总线中的一种。是一种特别适合于组建互连的设备网络系统或子系统。
2． CAN总线特点？
l CAN是到目前为止为数不多的有国际标准的现场总线
l CAN通讯距离最大是10公里（设速率为5Kbps）,或最大通信速率为1Mbps(设通信距离为40米)。
A、较低的成本与极高的总线利用率；
B、 数据传输距离可长达10Km，传输速率可高达1Mbit/s；
C、可靠的错误处理和检错机制，发送的信息遭到破坏后可自动重发；
D、节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；
E、报文不包含源地址或目标地址仅用标志符来指示功能信息和优先级信息；
由于人为、自然、其它外界环境的影响和人们对公交系统的安全可靠性、真实、实时性的追求，使得我们对通信方式，通信设备有了更高的要求，基于CAN总线的网络则成为我们最佳的选择
CAN采用报文识别符识别网络上的节点，从而把节点分成不同的优先级，高优先级的节点享有传送报文的优先权。
报文是短帧结构，短的传送时间使其受干扰概率低，CAN有很好的效验机制，这些都保证了CAN通信的可靠性。
3． CAN总线应用领域
CAN总线最初是德国BOSCH为汽车行业的监测，控制而设计的。现已应用到铁路、交通、国防、工程、工业机械、纺织、农用机械、数控、医疗器械机器人、楼宇、安防等方面。
UART使用发送数据线TXD和接收数据线RXD来传送数据，接收和发送可以单独进行也可以同时进行。它传送数据的格式有严格的规定，每个数据以相同的位串形式传送，每个串行数据由起始位，数据位，奇偶校验位和停止位组成。从起始位到停止位结束的时间称为一帧（frame），即一个字符的完整通信格式。
总线基础知识
图2-6为基于PCI总线的插箱式IPC(如研华公司推出的MIC-3000系列)。
• 基于PCI总线的插箱式IPC的主要特点如下： (1) 采用19英寸标准插箱式机箱，全钢结构； (2) 机箱上下侧都安装有风机，一个抽风，一个吹风， 机箱内为正压，空气对流畅通； (3) 8槽Compact PCI总线底板， 可以扩展； (4) 板卡的机械规范符合IEEE1101.1／1101.10标准， 类似VME规范； (5) 使用气密式连接器(针座式)， 接触效果好， 符 合IEC-1076国际标准。
• 基于ISA总线插箱式IPC的主要特点如下： (1) 采用19英寸标准插箱式机箱，全钢结构； (2) 机箱上下侧都有风机(抽风、吹风各一)， 机箱内为正压，空气对流畅通； (3) 8～11槽无源ISA总线底板； (4) 模块化设计， 便于维护， 缩短MITR； (5) 现场信号直接进入前面板的接线端子； (6) 板卡前面板上下两端有把手， 容易插拔。
4）结束：主、从模块的信息均从总线上撤除，让出总线， 以便其它主模块使用。
6. 总线指标 1) 总线宽度: 总线宽度是指总线一次操作可以传 输的数据位数，STD总线是8位，PC/XT总线 是8位,ISA总线是16位， PCI总线是32位或64 位。 2) 总线频率: 总线频率是指总线工作时的最高时 钟频率。 时钟频率越高，单位时间内可传送 的数据量越大。ISA总线频率都是8.33 MHz， PCI总线频率是33.3 MHz或66 MHz。 3) 总线数据传输率: 表示单位时间内传送数据量 的大小(数据传输率=总线宽度的字节数×总线 频率，单位是MB／s)。
• 台式IPC 台式IPC的结构如图2-2所示。 其主要特点如下： (1) 类似于台式个人电脑的结构，但机箱为19英寸工业标准 的全钢结构； (2) 机箱不带显示器， 需外接CRT或液晶显示器； (3) 总线型结构，主板和ISA／PCI总线型底板分离，底板一 般有多个PCMCIA、ISA、PCI插槽； (4) 机箱内安装的吹风机的容量大于抽风机的容量，机箱内 为正压， 且风口有过滤网，避免粉尘进入机箱； (5) 使用工业级电源； (6) 电源开关配有保护仓，防止没有授权的人员开关电源。 键盘设置有硬件锁，可防止外人进行操作。
PC104
PC/104总线简述总线，真部分的产品称芯高密堆栈式总线连接器PCI-104(PCI)PC/104编辑锁定本词条缺少名片图，补充相关内容使词条更完整，还能快速升级，赶紧来编辑吧！PC/104是一种工业计算机总线标准。
PC/104有两个版本，8位和16位，分别与PC和PC/AT相对应。
PC/104PLUS 则与PCI总线相对应。
第一块PC104产生于1987年，但严格意义的规范说明在1992年才公布，后来对PC104感兴趣的人越来越多，众多厂家生产PC104兼容产品。
像原来的PC总线一样，PC104一直是以一个非法定标准在执行，而不是委员会设计制定的。
1992年IEEE开始着手为PC和PC/AT总线制定一个精简的IEEEP996标准（草稿），PC104作为基本文件被采纳，叫做IEEE P996.1兼容PC嵌入式模块标准。
可见，PC104是一种专门为嵌入式控制而定义的工业控制总线。
外文名PC/104类型工业计算机总线标准包括8位和16位分别与PC和PC/AT相对应目录1. 1 IEEE-996标准的延伸1. 2 PC104的基本尺寸（8位）1. 3 PC104和PC104PLUSPC/104IEEE-996标准的延伸编辑我们知道IEEE-P996是PC和PC/AT工业总线规范，IEEE协会将它定义IEEE-P996.1，很明显PC104实质上就是一种紧凑型的IEEE-P996，其信号定义和PC/AT基本一致，但电气和机械规范却完全不同，是一种优化的、小型、堆栈式结构的嵌入式控制系统。
PC104与普通PC总线控制系统的主要不同是：1、小尺寸结构：标准模块的机械尺寸是3.6X3.8英寸，即96X90mm2、堆栈式连接：去掉总线背板和插板滑道，总线以“针”和“孔”形式层叠连接，即PC104总线模块之间总线的连接是通过上层的针和下层的孔相互咬和相连，这种层叠封装有极好的抗震性。
3、轻松总线驱动：减少元件数量和电源消耗，4mA总线驱动即可使模块正常工作，，每个模块1-2瓦能耗。
工控机之总线篇
沈佳佳张威(男) 张威(女) 木里德尔热娜李瑞川张斌王琪珏杨忠工控机即工业控制计算机，现在，更时髦的叫法是产业电脑或工业电脑，英文简称IPC，全称Industrial Personal Computer。
它是一种加固的增强型个人计算机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。
通俗的说，就是专门为工业现场而设计的计算机。
总线（Bus）是工业计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，是由导线组成的传输线束。
总线是一种内部结构，它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。
工控机总线PC总线工控机STD总线工控机VME总线工控机多总线工控机EISA 总线PCI 总线ISA 总线XT总线目前市场上PC总线的工控机PC总线工控机Compact PCI总线PC104总线XT总线采用Intel8088处理器的体系结构，为8位扩展总线，工作频率为4.77MHz，最大传送速率为2.39Mbit/sISA总线就是AT总线(XT总线的扩展)，也称PC总线，它是在XT总线的基础上扩充设计的16位工业标准结构总线，其寻址空间最大16MB，操作速度为8MHz，数据传输率为16Mbit/sISA总线插槽示意图EISA总线(Extended Industry Standard Architecture) :扩展工业标准结构是32位总线，它支持总线主控，其数据传率可达32Mbit/s。
它吸收了IBM微通道总线的精华，并且兼容ISA总线。
但现今已被淘汰。
PCI总线（主流）(Peripheral Component Interconnect):外设部件互连标准是INTEL公司推出的，它支持并发CPU和总线主控部件操作，支持64位奔腾处理器。
CompactPCI是一种基于标准PCI总线的小巧而坚固的高性能总线技术。
该技术由1994年PICMG提出，它定义了更加坚固耐用的PCI版本。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(4) 环境适应性强
工业现场环境恶劣，工业控制计算机必须采取必要的 措施，适应高温、高湿、腐蚀、振动冲击、灰尘等环境。 例如，工业现场环境下电、磁干扰严重，供电条件不良， 工业控制机必须有极高的电磁兼容性，有高抗干扰能力和 共模抑制能力。
(5) 有丰富的应用软件
工业控制软件正向结构化、组态化发展。工业控制计 算机一般与PC机兼容，在PC机上运行的软件一般都可以 在工业控制计算机上运行。
为了和 Intel 80286等高性能16位微处理器兼容， IBM公司在 PC总线基础上增加了一个36个引脚的 AT扩展插座而形成16位的AT总线，IBM／AT及其 兼容机机箱中，通常在母板上分别设置几个AT插 槽和PC插槽，这种结构也称之为IBM公司的ISA (Industrial Standard Architecture)结构，即工业标准 结构。
工业控制计算机与计算机系统相比较，具有以下主要特 点：
(1) 具有丰富的过程输入/输出(I/O)功能
工业控制计算机是与工业生产控制系统紧密结合，主要 面向机电一体化产品和成套装置控制应用的要求，与生 产工艺过程和机械设备相匹配的一个有机组成部分。它 必须与控制仪表、显示仪表、检测仪表、执行器以及联 锁保护系统联用，才能完成对各种设备和工艺装置的控 制。 因此，除了计算机的基本部分如CPU、存储器 外，还必须有丰富的过程输入／输出设备(相对于数据处 理机)和完善的外部设备，这些是工业控制机能否投入运 行的重要条件。
控制总线是用来确定数据总线上信息流时间序列的。 微型计算机系统总线是影响计算机性能的瓶颈。
5.1.3 常用的工业控制计算机总线
1M PC／XT个人计算机采用 的微型机总线，它是针对 Intel 8088微处理器设计 的，它有62条信号线，以适应8088的8位数据线和 20位地址线。这种总线是用户在 IBM PC／XT机 的大母板上扩展 I／O模板的 I／O总线。
PC 104 模块
PC 104总线工业控制计算机的应用
标准结构的IPC机有许多局限性，主要问题是体积和功耗太 大，在许多嵌入式应用中(例如航空航天产品，智能仪器仪表， 医疗设备，通信设备，机电一体化产品等)无法胜任，因而在在 80年代末产生了采用基于模块化设计方法的嵌入式工业PC系统。 PC/104总线模块系统已成为嵌入式PC机的标准。大量应用 于工业设备，仪器，医疗设备，通信设备等嵌入式应用场合， 而这些应用场合，既需要PC机的软硬件环境，又需要模块化、 标准化、小型化和低功耗的设计，这就需要建立嵌入式PC机的 标准，以便缩短产品的开发周期，降低开发成本，减少设备投 资，从而降低产品或系统的价格。 虽然 PC/104 总线工控机的功耗低，但其驱动能力差 (4mA) ， 其扩展能力和维护性也受到限制，使其在工业过程控制和自动 化 领 域 的 应 用 范 围 受 到 一 定 的 局 限 。
(2) 实时性高
所谓的“实时”，是指信号的输入、计算和 输出都要在一定的时间内完成，亦即“及时”， 超出这个时限，就失去了控制的时机，控制也就 失去了意义。 工业控制机具有时间驱动和事件驱动的能力， 要能对生产过程工况变化实时地进行监视和控制。 当过程参数出现偏差甚至故障时，能迅速响应， 予以判断，及时处理。为此，通常需配有实时操 作系统，完善的中断系统等，没有这些就无法很 好地执行工业控制任务。
数据总线上传送的是数据信息。 通常8位微处理器有8位数据总线，16位微处理器有16 位数据总线，32位的微处理器则有32位数据总线。当然， 也有例外，如采用复用等办法。
地址总线是单向的。 微处理器要用地址确切指定与之通信的外部硬件。每 一个存储单元有一个地址，每一个接口也有一个地址。
第五章 工业控制计算机及其接口技术
5.1 概述 5.1.1 工业控制计算机的概念与特点
机电一体化系统中的计算机软、硬件占着相当重要的地位，它往往代表着系统 的先进性和智能特征。因而，把机电一体化系统中的微机软、硬件称之为智能组成 要素。一般微型机往往在实验室、办公室或在家庭中使用，而机电一体化系统中的 微型机通常在条件不比较恶劣的条件下使用，必须采用工业控制机或按工业环境要 求设计的微型机、其要求是可靠性高、抗干扰能力强、环境适应能力好。
1. 工业控制计算机的概念
一般的把适合于工业环境使用的微型计算机系统称之为工业控制计算机。一 般也叫IPC[Industry Personal Computer]。严格说来，所谓工业控制计算机，是指那 些满足下述条件的计算机系统： · 能够提供各种数据采集和控制功能。 · 能够和工业对象的传感器、执行机构直接接口。 · 能够在苛刻的工业环境下可靠运行。
(3) 具有高可靠性 工业生产过程通常是昼夜连续的，一般的生 产装置要几个月甚至一年才大修一次，非正常停 机往往会造成还很大的损失，这就要求工业控制 机可靠性尽可能的高。 因此它要求： 低故障率；一般来说，要求工业控制机的平 均故障间隔时间(MTBF)不应低于数千甚至上万小 时。 短的故障修复时间(MTTR)； 可采用冗余技 术，更换模板容易，能够热拔插。 运行效率高；一定时间内(例如一年)，运行时 间占整个时间的比率一般要求99％以上。
工业标准结构 ISA
2. PC 104总线
PC/104是一种专门为嵌入式控制而定义的工业控制总 线,近年来在国际上广泛流行，被IEEE协会定义为IEEEP996.1。我们知道， IEEE-P996是PC和PC/AT工业总线 规范，而从PC/104被定义为IEEE-P996.1 就可以看出， PC/104实质上是一种紧凑型，小型化的IEEE-P996. 其型 号定义和PC/AT基本一致，但电气和机械规范却完全不 同，是一种优化的，小型堆栈式结构的嵌入式控制系统。 PC/104模块本质上就是尺寸缩小为3.8" X 3.9" 的ISA总线 板卡。
(6) 技术综合性要求高
工业控制计算机应用是系统工程问题。除了要解决计 算机的基本部分以外，还需要解决它如何与被测控对象的 接口，如何适应复杂的工业环境，如何与工艺过程与企业 管理相结合等一系列问题。
以上是工业控制计算机和其它类型计算机相比的区别
5.1.2 微型计算机系统总线的概念
总线：微型计算机系统中信号线的集合，是一种传送规定 信息的公共通道，有时亦称数据公路，通过它可以把各种 数据和命令传送到各自要去的地方。 在微型计算机系统中广泛采用三总线的结构形式 数据总线、地址总线和控制总线。