PLC 技术培训班(第5讲)现场总线介绍
现场总线技术简要概述(ppt 31页)
– 智能化设备的提出 – 模拟通信式的智能设备 – 模拟-数字混合的智能设备 – 现场总线的出现
现场总线标准化的现状
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
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5-1-3 现场总线系统的技术特点
系统的开放性 互可操作性与互换性 现场设备的智能化与功能自治性 系统结构的高度分散性 对现场环境的适应性
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第5讲 现场总线技术简介
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5-1-4 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 提高了系统的可控性和可维护性
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第5讲 现场总线技术简介
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5-1-5 现场总线与计算机控制系统、DCS
现场总线的应用举例
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
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第一节 Unit 1 现场总线简介
Introduction of Field Bus
24.08.2020
第5讲 现场总线技术简介
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本节主要内容
现场总线简介 现场总线发展背景与趋势 现场总线技术特点 现场总线的优点 现场总线与计算机控制、DCS系统 几个有影响的现场总线标准化组织及标准
Transducer，可寻址远程传感器数据 通路） CAN（Controller Area Network，控制器局域 网）
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第5讲 现场总线技术简介
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第二节 Unit 2 现场总线标准
Standard of Field Bus
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第5讲 现场总线技术简介
现场总线种类及标准介绍
现场总线种类及标准介绍现场总线是用于过程控制现场仪表与控制室之间的一个标准的、开放的、双向的多站数字通信系统。
随着计算机技术、通讯技术、集成电路技术的发展，以全数字式现场总线（FIELDBUS）为代表的互联规范，正在迅猛发展和扩大。
由于采用现场总线将使控制系统结构简单，系统安装费用减少并且易于维护；用户可以自由选择不同厂商、不同品牌的现场设备达到最佳的系统集成等一系列的优点，现场总线技术正越来越受到人们的重视。
近十几年由于现场总线的国际标准不能建立，现场总线发展的种类较多，约有40余种：如德国西门子公司Siemens的ProfiBus，法国的FIP，英国的ERA，挪威的FINT，Echelon 公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGarazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI （ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美国的DeviceNet 与ControlNet等等。
现场总线的种类主要有：基金会现场总线FF；ProfiBus；WorldFIP；ControlNet/DeviveNet；CAN等1、基金会现场总线FF现场总线基金会包含100多个成员单位，负责制订一个综合IEC/ISA标准的国际现场总线。
它的前身是可互操作系统协议ISPInterperableSystemProtocol）--基于德国的ProfiBis标准，和工厂仪表世界协议WORLD （WorldFactoryInstrumentationProtocol）--基于法国的FIP标准。
ISP和WORLDFIP于1994年6月合并成立了现场总线基金会。
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。
现场总线技术及应用课件：现场总线技术概述
现场总线技术概述
现场总线的主要任务，就是通过自动化系统的数据信息 来完成生产的执行。这些数据信息包括电机的电流、电机的 转速、管道的流量、阀门的状态、温度的高低、压力的大小 等，还包括控制电机的启动和停止、打开和关闭阀门、发送 警报等。现场总线传递的数据信息，是现场控制流程能够正 常进行下去的基础，也是企业级网络非常重要的部分。
接上。 现场总线的主站和子站有内置或外加的通信模块、通信
卡，而且支持相同的通信协议以实现互连。
现场总线技术概述
当然，如果现场总线的规模较大，也可能出现包含多个 不同通信协议的子网的情况，但每个子网使用的一定是同一 个通信协议。子网和子网之间，可以通过网关来实现协议的 转换，以组成大的主网。主站除了具备通信能力之外，还具 有强大的运算能力，因为在每一个扫描周期，主站都需要对 通信的数据进行处理并做出响应。通信的速度越快，主站的 运算能力的需求就越大，否则通信的实时性就无法体现出来。 子站作为受控设备，相对来说运算能力的要求比主站要小得 多，但也要能够及时执行主站的控制命令、监视命令并及时 反馈信息。当
现场总线技术概述
最后是降低了生产的稳定性。开关量信号和模拟量信号 都是纯粹的电信号，极易受到干扰。如果现场设计或施工不 当，则在信号受到干扰时很容易出现设备误动、信息错误、 无法安全停机等问题。如果是在施工阶段，技术人员尚可花 费大量的时间对其进行排查；如果已进入生产阶段才发现类 似问题，则需要花费大量的人力和物力来进行二次改造。
现场总线技术概述
现场总线的安全性则分为两个方向，一个是面向安全设 备的，另一个是面向通信本身的。面向安全设备方面，现在 很多通信协议都在自己的规范中单独加入了安全设备的部分， 牵涉安全设备的冗余、自检等，其目的是和安全设备做到更 优的适配，保证在出现安全问题时可以正常地停机。面向通 信本身方面，在前面稳定性的部分有必要的设置，如数据校 验、心跳协议等，其目的是保证通信自身信息的安全，并在 出现故障时可以做出正确的动作，如停机、报警等。得益于 通信速度的加快，目前这一部分的内容在整个通信协议的交 换信息中的占比越来越大，就是为了提高通信自身的安全性。
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。
（4）DeviceNet：是美国罗克韦尔公司开发的一种现场总线，适用于工业设备之间的通信和控制。
三、主要应用现场总线广泛应用于各个工业领域，包括制造业、石化、水处理、电力等。
主要应用包括以下几个方面：（1）数据采集和监控：现场总线可以实现对工业设备的数据采集和监控，提高了生产过程的可靠性和效率。
现场总线知识点汇总
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）。
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现场总线第四章现场总线概述⼀、现场总线的定义按照国际电⼯委员会IEC61158标准的解释, 现场总线是应⽤在制造或过程区域现场装置与控制室内⾃动控制装置之间的数字式、串⾏、多点通信的数据总线.它也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制⽹络.⼆、现场总线控制系统的定义以现场总线为技术核⼼的⼯业控制系统,称为现场总线控制系统.简称FCS(Fieldbus Control System). 他把单个分散的过程控制设备变成智能控制节点(将微处理机嵌⼊到传统的过程控制仪表中,使之具备了数字处理和数字通信能⼒).采⽤简单连法的双绞线作为传输介质,把多个过程控制仪表连结成⽹络结构,使多个现场控制设备、现场智能仪表与过程监控计算机之间,实现数据传输与数据交换,形成各种适合实际需要的分布式⾃动控制系统.三、现场总线控制系统的由来20世纪50年代以前的⽓动控制仪表成为第⼀代控制仪表，到60年代的4-20mA 电动单元组合仪表为第⼆代仪表，到60年代-70年代中期，出现了DDC 系统，称为第三代控制系统，到70年代中期，出现了DCS,称为第四代控制系统，由于DCS 各⽣产⼚商⾃成系统，许多软硬件产品不能互换，⽽且通信协议也各不相同，难以实现互换与互操作，组成⼤范围信息共享的⽹络系统，存在很多困难。
到了1982年欧洲⾸先提出现场总线的概念，随后于1984年美国仪表协会开始着⼿制订现场总线标准。
到1995年成⽴了国际性的组织，现场总线基⾦会，简称FF(Fieldbus Foundation)，并于2000年正式通过了7种现场总线国际标准，既IEC61158.四、现场总线标准现场总线标准是要求各个制造商和系统集成商共同遵守的⼀种通信协议技术标准。
2002年IEC61158共公布8种标准。
1、基⾦会现场总线 FFFF 的主要技术内容，主要包括FF 通信、⽤于完成OSI （开放式系统互连参考模型）的通信栈，⽤于描述设备特性的描述语⾔，设备描述字典，⽤于实现测量、控制、⼯程量转换的应⽤功能块，实现系统组合管理功能的系统软件以及构筑集成⾃动化系统，⽹络系统的系统集成技术。
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(PLC+机器人)KUKA机器人应用
现场总线(PLC+)KUKA应用一、引言1.1 文档目的本文档旨在提供有关现场总线(PLC+)KUKA应用的详细介绍和操作指南。
1.2 文档范围本文档适用于使用现场总线技术控制KUKA的应用场景。
1.3 读者对象本文档主要面向PLC工程师、操作员和应用开发人员。
二、技术概述2.1 现场总线简介在工业自动化领域，现场总线是一种用于在不同设备之间传输数据的通信系统。
它允许PLC和等设备进行相互通信和协作，从而实现自动化控制。
2.2 KUKA简介KUKA是一种具有高重复精度、稳定性和可编程性的工业。
它能够在工厂生产线上执行各种任务，如搬运、焊接、组装等。
三、系统结构3.1 硬件组成现场总线(PLC+)KUKA应用的硬件组成包括PLC、KUKA、传感器和执行器等。
3.2 软件组成现场总线(PLC+)KUKA应用的软件组成包括PLC编程软件、KUKA 编程软件和现场总线配置软件等。
四、系统配置与安装4.1 硬件配置根据实际应用需求，配置PLC、KUKA、传感器和执行器等硬件设备，并完成相应的电气连线。
4.2 软件配置通过PLC编程软件和KUKA编程软件对相应系统进行配置，设置通信参数和逻辑控制。
五、系统调试与测试5.1 硬件调试对硬件设备进行调试，包括检查接线是否正确、传感器和执行器是否正常工作等。
5.2 软件调试通过PLC编程软件和KUKA编程软件对系统进行调试，确保通信正常、逻辑控制准确。
5.3 系统测试对整个系统进行测试，验证PLC与KUKA之间的通信和协作是否正常，并对各项功能进行检验。
六、应用案例6.1 KUKA在汽车生产线上的应用介绍KUKA在汽车生产线上的应用案例，如车身焊接、车身涂装等。
6.2 KUKA在电子制造领域的应用介绍KUKA在电子制造领域的应用案例，如电路板组装、基板测试等。
七、维护与故障处理7.1 系统维护说明对现场总线(PLC+)KUKA系统的定期维护工作，包括设备清洁、接线检查、软件更新等。
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
PLC 技术培训班(第5讲)现场总线介绍ppt课件
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27.04.2020
现场总线技术对自动控制及 自动化技术的影响
(3)以现场总线技术，自动化技术，计算机网络及信息集 成技术，计算机软件技术为核心，推出基于现场总线技术 的先进控制系统平台．不局限于工业自动化领域 ,可广泛 应用于市政建设，交通运输，能源电力，环保工程，智能 楼宇及住宅小区的自动化控制及监控系统．
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27.04.2020
现场总线的主要优点
(1)基于现场总线的自动化监控系统增强了现场级信息集成 能力，现场总线可从现场设备获取大量丰富信息，能够更 好地满足工厂自动化及CIMS系统的信息集成要求，系统除 完成远程控制，还可完成远程参数化工作． (2)开放式，互操作性，互换性，可集成性，不同厂家产品 只要使用同一总线标准，就具有互操作性，互换性，因此 设备具有很好的可集成性．系统为开放式，允许其它厂商 将自己专长的控制技术集成到通用系统中去，因此，市场 上将会出现许多面向行业特点的监控系统．
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27.04.2020
成熟的现场总线应该具有的技术特点
目前，国际上流行的现场总线技术有很多，但一 种成熟的现场总线技术应该包括以下特点：
(1)现场总线组织：一个由产品制造商，系统集 成商，研究院所组成的企业组织联盟，负责管理 现场总线的技术标准，研发，市场拓展，技术信 息交流，产品技术认证等工作． (2)现场总线标准：一部无知识产权保护，开放的 现场总线技术标准．
的发展则为研究开发现场总线提供了技术基础．
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27.04.2020
现场总线技术产生的背景
传统控制系统有诸多不足：控制器与现场设备之间 靠I/O连线连接，传送4-20 ma模拟量信号或24V DC 等开关量信号，并以此监控现场设备．这样，控制 器获取信息量有限，大量的数据如设备参数，故障 及故障记录等数据很难得到．底层数据不全，信息 集成能力不强，不能完全满足自动化系统对底层数 据的要求；除现场设备均靠标准4-20 ma／24V DC连 接外，系统其它软，硬件通常只能使用一家产 品．不同厂家产品之间缺乏互操作性，互换性，因 此开放性，可集成性差．
西门子现场总线培训
• 1.1、现场总线控制系统简介 • 现场总线控制系统是从八十年代中期发展起来的。经历了十几年的时 间，现场总线控制技术已经被广泛应用于汽车、造纸、纺织、烟草、 机械、石油化工、电力、楼宇自控等各个控制领域。现场总线控制技 术由于其巨大的技术优势，被认为是工业控制发展的必然趋势，将逐 步取代传统的PLC点对点接线的控制方法。 • 现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了生产过程领域的 基本控制设备（即现场级设备）之间以及更高层次自动控制领域的自 动化控制设备（即车间级设备）之间的联系。 与传统的PLC点对点的 控制方法相比，现场总线控制系统具有无可比拟的优势。其特点包括：
• 一，具有较高的性能价格比。系统综合成本及时性安装费用减少40%。 导线、连接附件的大幅度的减少。由原来的几百根，甚至几千根控制 电缆减少到一根总线电缆，从而也使接线端子、电缆桥架等附件大幅 度的减少。 设计、安装、调试、维护的费用大幅度地减少，维护和改 造的停工时间减少60%。原来繁琐的原理图、布线图设计变得简单易 行；标准接插件快速、简便的安装，使人力、物力大量的减少；强大 的故障诊断能力，使系统的调试和维护变得轻松和愉快。 • 二 ，系统性能大幅度的提高，使控制系统的档次跨越了一个台阶 • 可靠的数据传输，快速的数据响应，强大的抗干扰能力。许多总线在 通讯介质、信息检验、信息纠错、重复地址检测等方面都有严格的规 定，从而确保总线通讯快速、完全可靠的进行。 自动诊断、显示故障 位置。诊断包括总线节点的通讯故障、电源故障，以及现场装置和连 接件的断路、短路故障，从而迅速地发现系统的各种故障位置和状态。 采用数字信号通讯，有效提高系统的测量和控制精度。各种开关量、 模拟量信号就近转变为数字信号，避免了信号的衰减和变形。许多总 线节点具有IP67的防护等级，具有防水、防尘、抗振动的特性。可以 直接安装于工业设备上，大量减少了现场接线箱，使系统美观而实用。 本质安全型总线。更加适合直接安装于石油、化工等危险防爆场所， 减少系统发生危险的可能性。
现场总线技术及其应用专项培训
四 现场总线在配电自动化中的应用
基于现场总线的电力配电监控网络构成
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四 现场总线在配电自动化中的应用
系统主要特点
➢ 友好的人机界面； ➢ 强大的网络通信； ➢ 可靠的安全管理； ➢ 实时的故障报警和事件处理； ➢ 完善的数据报表； ➢ 系统内相关资源的数据采集、监控和共享； ➢ 为各级电力系统的管理者提供的决策帮助； ➢ 系统可靠性、稳定性和可视化的明显提高； ➢ 对各个智能子系统的远程监控；
➢ 机械式水压自动机 ➢ 单回路数字调节器、PLC和集散控制系统(DCS) ➢ 现场总线控制系统FCS
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二 现场总线在煤化工控制领域中的应用
气化层温度将随着空气的加入而升高，随着蒸气的加入而 降低，呈现一定规律变化，该生产过程被称为一个工作循环。
吹风气
3
4
5 6 煤气
水 蒸 汽
2
1
7
空气
各阶段气体流向示意图
CAN现场总线技术应用于造气炉控制系统，从根本上实现结 构分散、信息集中、管控一体化的全新分布式控制模式；
基于CAN现场总线的造气炉智能控制系统的产业化发展，将 为造气炉的高水平自动化提供强有力的技术支持。
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三 现场总线在锅炉控制系统中的应用
1. 项目概述 我国的锅炉产业发展迅猛，但运行热效率低,浪费能源，
二 现场总线在煤化工控制领域中的应用
软件节点设计
各节点软件具体包括以下各软件包： (1) RDSP-4型雷达信号处理软件包； (2) ZF-4S-BIOS型基本I/O管理模块； (3) ZF-4S-ZQC型造气过程控制软件包； (4) ZF-4S-HN型氢氮比控制模块。
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二 现场总线在煤化工控制领域中的应用
PLC.20200825
PLC.20200825现场总线是指bai安装在制造或过程区域的现场装置与控du制室内的⾃动装置之zhi间的数字式、串⾏、多点dao通信的数据总线。
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。
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。
2、变频器书（这个貌似能搜到点东西） 伺服控制器书（这个貌似搜不到什么，换个搜索引擎？）3、 ZC：我擦 DECO是解码命令，DEC是递减命令！！弄混了... s7 200 的 TBL 在内存中的结构是什么样⼦的？如查表指令，通信指令（⽹络读写指令：NETR / NETW），到底这个表是怎么样的内存结构？ XMT、RCV、GET_ADDR、SET_ADDR（未细看）4、溢出标志位 SM1.1；零存储器位SM1.0 STR_FIND、CHR_FIND 如果真实的位置就是在 0处，怎么办？？我的想法：先将OUT操作的位置置⼀个较⼤的值（如⼤于126/240的值[单个常数字符串最长为126个字节，两个常数字符串综合长度为240个字节]） ZC：单个常数字符串和两个常数字符串分别是什么意思？？5、西门bai⼦300的编程软du件STEP7⽀持七种编程语⾔分别是：LAD，STL，SCL，CFC，GRAPH、HIGRAPH，FBD。
其中标准安装包含有STL，LAD，FBD三种标准语⾔，STL叫指令表（语⾔），LAD叫梯形图（语⾔），FBD叫功能块图（语⾔）。
STL接近与汇编语⾔其指令和汇编语⾔很相近⼦称组调⽤，T数据传送，L数据装⼊累加器等；LAD⽐较像继电器电路图，程序是由很多触点，线圈构成；FBD和门电路图⽐较像。
6、Always_On SM0.0 始终接bai通为 ONFirst_Scan_On SM0.1 仅第⼀个扫描周期中接通为 ONRetentive_Lost SM0.2 如果保持du的数zhi据丢失，接通为 ON ⼀个扫描周期RUN_Power_Up SM0.3 以上dao电⽅式进⼊ RUN（运⾏）模式时，接通为 ON ⼀个扫描周期Clock_60s SM0.4 在 1 分钟的循环周期内，接通为 ON 30 秒，关断为 OFF 30 秒Clock_1s SM0.5 在 1 秒钟的循环周期内，接通为 ON 0.5 秒，关断为 OFF 0.5 秒Clock_Scan SM0.6 扫描循环时钟，⼀个周期接通为 ON，下⼀个周期关断为 OFFMode_Switch SM0.7 表明模式开关的当前位置：0 = TERM（终端），1 = RUN（运⾏） ZC：好⼏个 SCR的例⼦。
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现场总线技术的主要特点
(4) 现场总线是计算机网络通信向现场级的延伸， 现场总线技术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，完成了企业信 息系统的覆盖范围一直延伸到生产现场的要求． (5) 现场总线技术是实现工厂底层信息集成的关键 技术，要成功地实施CIMS,各层次的信息集成及支 撑技术（计算机网络问题）就必须得到解决．现 场总线是工厂计算机网络到现场设备的延伸，是 支撑现场级与车间级信息集成的技术基础．
16 2013-8-19
现场总线技术的主要特点
(1) 现场总线使用数字化通信信号取代传统的4-20 mA 模拟信号，可用一条通信电缆将控制器与现场设 备连接，使用数字化通信完成底层设备通信及控制要 求． (2) 现场总线要求现场设备数字化，智能化，因此， 现场设备是带有串行通信接口的智能化设备． (3) 现场总线系统中的控制器可从现场设备获取大 量信息，可实现设备状态，故障，参数信息传送，可 完成设备远程控制，参数化及故障诊断工作．
25 2013-8-19
现场总线技术对自动控制及 自动化技术的影响
(3)以现场总线技术，自动化技术，计算机网络及信息集 成技术，计算机软件技术为核心，推出基于现场总线技术 的先进控制系统平台．不局限于工业自动化领域 ,可广泛 应用于市政建设，交通运输，能源电力，环保工程，智能 楼宇及住宅小区的自动化控制及监控系统． 现场总线技术促进与该系统平台相关的技术研究，产品开发 及相关产业的发展，如现场总线技术及工业控制网络技术 和产品，计算机网络及信息技术和软件产品，自动化及机 电一体化技术和智能仪器仪表产品．带出一个以相关高新 技术为核心的自动化技术产业群体．
13 2013-8-19
现场总线技术产生的背景
随着计算机功能的不断增强，价格急剧降低，计算机与 计算机网络系统得到迅速发展．据统计，过去二十年中， 计算机和通信的年增长率不低于25%，使计算机集成制造 系统的实施具备了良好的物质基础．但处于企业生产过程 底层的测控自动化系统，要与外界交换信息．要实现整个 生产过程的信息集成，要实现综合自动化，就必须设计出 一种能在工业现场环境运行的，性能可靠，造价低廉的通 信系统，以实现现场自动化智能设备之间的多点数字通信， 形成工厂底层网络系统，实现底层现场设备之间以及生产 现场与外界的信息交换．现场总线就是在这种背景下产生 的．
(2)现场总线标准：一部无知识产权保护，开放的 现场总线技术标准．
21 2013-8-19
成熟的现场总线应该具有的技术特点
(3)现场总线产品：有一批产品制造商开发并生产出相 当数量和品种的现场总线产品，供用户选择使用．
（4）现场总线认证：有独立于产品制造业的产品测 试认证机构，负责产品的技术标 准测试认证工作， 以保证现场总线技术产品的标准一致性和可互换性． (5)现场总线工程研究：有一批系统集成商针对行业 应用，给出基于现场总线的自动化系统解决方案，并 可完成工程实施．
9 2013-8-19
现场总线技术产生的背景
由于大规模集成电路的发展，许多传感器，执行机构，驱动
装置等现场设备智能化，即内置CPU控制器，完成诸如线性化，
量程转换，数字滤波甚至回路调节等功能．因此，对于这些智 能现场设备增加一个串行数据接口（如RS-232/485）是非常方
便的．有了这样的接口控制器就可以按其规定协议，通过串行
23 2013-8-19
现场总线技术对自动控制及 自动化技术的影响
(1)现场总线技术是实现现场级设备数字化 通信的一种工业现场层网络通信技术，计算 机网络及信息集成技术在自动化领域发展的 必然结果：是一次工业现场级设备通信的数 字化变革，正像计算机网络给社会经济带来 巨大变化一样，现场总线技术将给自动化领 域带来一场深刻的革命．
通信方式（而不是I/O方式）完成对现场设备的监控．如果设 想全部或大部分现场设备都具有串行通信接口，并具有统一的
通信协议，控制器只需一根通信电缆就可与分散的现场设备连
接，采用数字通信方式，完成对所有现场设备的监控和信息集 成，这就是现场总线技术的初始想法．
10 2013-8-19
现场总线技术产生的背景
7. 使用Profibus-DP进行数据通信的实例
4 2013-8-19
5 2013-8-19
6 2013-8-19
现场总线技术产生的背景
现场总线技术自20世纪80年代产生以来，一直受到人们的 关注，被誉为自动化控制领域的一次新的革命．进入90年 代以后，现场总线技术一度成为人们研究的热点． 现场总线技术的产生是由多方面因素共同作用的结果，首 先，现场总线技术的产生反映了当时仪器仪表自身发展的 需要，同时也反映了用户实现企业综合自动化，信息化的 实际应用的要求，是工业自动化技术和仪器仪表发展的必 然趋势，其次由于计算机技术，通信技术和控制技术的迅 速发展，为实现上述要求提供了技术基础．因此，用户的 需要是产生现场总线技术的动力，而计算机，网络通信和 自动控制三种技术的发展则为研究开发现场总线提供了技 术基础．
8 2013-8-19
现场总线技术产生的背景
这种系统很少留出接口允许其它厂商将自己专长的控
制技术，如控制算法，工艺流程，配方等集成到通用系 统中去，因此，面向行业的监控系统很少；对于大范围 的分布式系统，使用大量的I/O电缆，以及敷设施工， 不仅增加成本，也增加了系统的不可靠性；由于现场级 设备信息不全，现场级设备的在线故障诊断，报警，记 录功能不强，也很难完成现场设备的远程参数设定，修 改等参数化功能，影响了系统的可维护性等．
14 2013-8-19
现场总线技术概念
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．它把单个分散的测量控制设备 变成网络节点，以现场总线为纽带，把它们连 接成可以相互沟通信息，共同完成自控任务的 网络系统与控制系统．
20 2013-8-19
成熟的现场总线应该具有的技术特点
目前，国际上流行的现场总线技术有很多，但一 种成熟的现场总线技术应该包括以下特点： (1)现场总线组织：一个由产品制造商，系统集 成商，研究院所组成的企业组织联盟，负责管理 现场总线的技术标准，研发，市场拓展，技术信 息交流，产品技术认证等工作．
随着控制，计算机，通信，网络等技术的发 展，信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工 厂的现场设备层到控制，管理的各个层次， 覆盖从工段，车间，工厂，企业乃至世界各 地的市场．信息技术的飞速发展，引起了自 动化系统结构的变革，逐步形成以网络集成 自动化系统为基础的企业信息系统．现场总 线就是顺应这一形式发展起来的新技术．
24 2013-8-19
现场总线技术对自动控制及 自动化技术的影响
(2)现场总线技术以其开放性为重要特点，为 自动化领域带来全新的技术概念．现场总线技 术打破了自动化领域被少数几个国际性大公司 垄断的局面，使众多中，小企业有机会参与技 术及市场竞争．自动化产品，市场，及产业格 局将发生巨大变化，以技术为核心，具有技术 创新活力的企业在自动化产业中将占有重要位 置．
12 2013-8-19
现场总线技术产生的背景
它采用系统集成，信息集成的观点来组织工业生产． 把市场，生产计划，制造过程，企业管理，售后服务看 做要统一考虑的生产过程，并采用计算机，自动化，通 信等技术来实现整个过程的综合自动化，以改善生产加 工，管理决策等．由于它把整个生产过程看做是信息的 采集，传送及加工处理的过程，因而信息技术成为工业 生产制造过程的重要因素．综合自动化就是在信息采集 ，加工的基础上，运用网络和数据库技术，实现信息集 成，在集成信息的基础上进一步优化生产与操作，增加 产量，改善T.Q.C.S提高企业的市场应变能力和竞争能 力．
热 烈 欢 迎 中核集团的领导和工程师们！
北京机械工业自动化研究所
1 2013-8-19
热 烈 欢 迎 参加PLC技术培训班的 全体学员！
北京精诚智合教学科技有限公司
2 2013-8-19
PLC培训班（第5讲）现场总线标准介绍
陈忠华
教授
3 2013-8-19
现场总线技术介绍
1. 现场总线技术产生的背景 2. 现场总线技术概念 3. 现场总线技术的主要特点 4. 现场总线的主要优点 5. 成熟的现场总线应该具有的技术特点 6. 现场总线技术对自动控制及自动化技术的影响
26 2013-8-19
现场总线技术对自动控制及 自动化技术的影响
(4) 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．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，成为企业信息网络底层， 使企业信息系统的覆盖范围一直延伸到生产现场． 从工厂底层自动化及信息集成技术角度看，现场总线技术不 是一项单纯的以芯片换电缆的技术，是计算机及其数字化 通信技术向工厂底层，即设备层的延伸，是工厂底层通信 技术的一次数字化革命．是实现全厂自动化及CIMS系统的 基础．现场总线技术的发展，使传统系统结构发生变革， 并带来传统系统无法比拟的优异特性．
15 2013-8-19
现场总线技术概念
根据国际电工委员会（IEC）的定义，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 自动化控制装置／系统之间的一种串行，数字式，多 点通信的数据总线＂．或者说，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．其中，＂生产过程＂ 应包括断续生产过程和连续生产过程．现场设备／仪 表指位于现场层的传感器，驱动器．执行机构等设 备．因此，现场总线是面向工厂底层自动化及信息集 成的数字化网络技术．
22 2013-8-19
现场总线技术对自动控制及 自动化技术的影响