几种典型现场总线的比较与应用
几种典型现场总线的比较
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几种 典 型 现 场 总线 的 比较
朱 玉 华
ｆ 阳 石 油 化 工 高 等 专 科 学 校 自动 化 系，辽 阳 １ １０ ） 辽 １０ ３ 摘 要 对 Ｆ 、 Ｒ Ｉ ＵＳ Ｉ Ｗ ＯＲ Ｓ ‘ 和 ＨＡ Ｔ 五 种 典 型 的 现 场 总 线 介 绍 ． Ｆ Ｐ ＯＦ Ｂ 、． ＯＮ Ｋ 、’ Ａ Ｒ
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现场总线技术与应用
现场总线技术与应用现场总线技术与应用现场总线是应用生产现场、在微机化测控设备之间实现双向数字通信系统，是开放式、数字化、多点通信的低层控制网络。
现场总线是在20世纪年代中期发展起来的。
现场总线技术是将专用的微处理器植入传统的测控仪表，使其具备了数字计算和通信能力，采用连接简单的双绞线、同轴电缆、光纤等作为总线，按照公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测控仪表之间、远程监控计算机之间实现数据共享，形成适应现场实际需要的控制系统。
它的出现改变了以往采用电流、电压模拟信号进行测控信号变化慢，信号传输抗干扰能力差的缺点，也改变了集中式控制可能造成的全线瘫痪的局面。
由于微处理器的使用，使得现场总线有了较高的测控能力，提高了信号的测控和传输精度，同时丰富了控制信息内容，为远程传送创造了条件。
现场总线适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向，一出现便成为全球工业自动化技术的热点，受到全世界的普通遍关注。
现场总线导致了传统控制系统结构的变革，形成了新型的网络集成式全分布控制系统--现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System）。
一、现场总线的特点现场总线系统打破了传统模拟控制系统采用的一对一的设备连线模式，而采用了总线通信方式，因而控制功能可不依赖控制室计算机直接在现场完成，实现了系统的分散控制，现场总线控制系统与传统的控制系统结构对经如图1所示。
1、增强了现场级的信息采集能力现场总线可从现场设备获取大量丰富信息，能够很好地满足工厂自动化乃至CIMS系统的信息集成要求。
现场总线是数字化的通信网络，它不单纯取代4~20mA 信号，还可实现设备状态、故障和参数信息传送。
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种总线标准，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，允许其他厂商将自己专长的控制技术，如控制算法、工艺方法、配方等集成到通用控制系统中，因此，市场上将有许多面向行业特点的监控制系统。
(完整)现场总线技术的发展与应用
现场总线技术的发展与应用摘要：现场总线作为一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统,近年来得到了迅猛的发展和应用。
为此本文阐述了现场总线的发展和多现场总线技术的应用。
关键字:现场总线自动化控制系统1 概述在计算机自动控制系统急速发展的今天，特别是考虑到现场总线已经普遍地渗透到自动控制的各个领域的现实，现场总线必将成为电工自动控制领域主要的发展方向之一。
现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域；并且国外大公司已经在大力拓展中国市场，发展我国的现场总线产品已经刻不容缓。
现场总线对自动化技术的影响意义深远。
当今可以认为现场总线是提高自动化系统整体水平的基础技术，对国民经济影响重大。
因此,要在自动化领域中推广应用和发展现场总线。
现场总线是近年来自动化领域中发展很快的互连通信网络,具有协议简单开放、容错能力强、实时性高、安全性好、成本低、适于频繁交换等特点。
目前，国际上各种各样的现场总线有几百种之多，统一的国际标准尚未建立。
较著名的有基金会现场总线（FF）、HART现场总线、CAN现场总线、LONWORKS现场总线、PROFIBUS 现场总线、MODBUS、PHEONIX公司的INTERBUS、AS－INTERFACE总线等.自动化控制系统就是通信网络把众多的带有通信接口的控制设备、检测元件、执行器件与主计算机连接起来，由计算机进行智能化管理,实现集中数据处理、集中监控、集中分析和集中调度的新型生产过程控制系统。
从目前国内外自动化控制系统所应用的现场总线来看，主要有PROFIBUS、MODBUS、LONWORKS、FF、HART、CAN等现场总线。
以上系统基本上都是采用单一的现场总线技术,即整个自动化控制系统中只采用一种现场总线，整个系统构造比较单一。
现场总线已不仅仅是一个新技术领域或新技术问题，在研究它的同时，我们发现它已经改变了我们的观念；如何去看待现场总线，要比研究它的技术细节更为重要.1.1现场总线是一个巨大的商业机会一项权威报告声称现场总线的应用将使控制系统的成本下降67％；巨大的商业利益直接导致产生一个巨大的市场，并且促使传统市场萎缩，从而引发技术进步。
485总线、hart总线、现场总线网络的区别及特性
485总线、hart总线、现场总线网络的区别及特性
智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的，现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄断。究其原因就是企业信息化的需要，企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。最初是数据模拟信号输出简单过程量，后来仪表接口是RS232接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能。随后出现的RS485解决了这个问题。 RS485接口 RS485采用差分信号负逻辑，＋2V～＋6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，这有二个原因：(1)共模干扰问题： RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围，RS-485收发器共模电压范围为-7～+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作。当网络线路中 共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。(2)EMI问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。 由于PC机默认的只带有RS232接口，有两种方法可以得到PC上位机的RS485电路：（1）通过RS232/RS485转换电路将PC机串口RS232信号转换成RS485信号，对于情况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带隔离珊的产品。（2）通过PCI多串口卡，可以直接选用输出信号为RS485类型的扩展卡。 RS485电缆 在一般场合采用普通的双绞线就可以，在要求比较高的环境下可以采用带屏蔽层的同轴电缆。在使用RS485接口时，对于特定的传输线路，从RS485接口到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度与信号传输的波特率成反比，这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所影响。理论上RS485的最长传输距离能达到1200米，但在实际应用中传输的距离要比1200米短，具体能传输多远视周围环境而定。在传输过程中可以采用增加中继的方法对信号进行放大，最多可以加八个中继，也就是说理论上RS485的最大传输距离可以达到9.6公理。如果真需要长距离传输，可以采用光纤为传播介质，收发两端各加一个光电转换器，多模光纤的传输距离是5~10公里，而采用单模光纤可达50公里的传播距离。 RS485布网 网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络。在构建网络时，应注意如下几点： （1）采用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来，从总线到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。有些网络连接尽管不正确，在短距离、低速率仍可能正常工作，但随着通信距离的延长或通信速率的提高，其不良影响会越来越严重，主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加，会造成信号质量下降。 （2）应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点就会发生信号的反射。下列几种情况易产生这种不连续性：总线的不同区段采用了不同电缆，或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装，再者是过长的分支线引出到总线。 总之，应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。 在RS485组网过程中另一个需要主意的问题是终端负载电阻问题，在设备少距离短的情况下不加终端负载电阻整个网络能很好的工作但随着距离的增加性能将降低。理论上，在每个接收数据信号的中点进行采样时，只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可以不考虑匹配。但这在实际上难以掌握，美国MAXIM公司有篇文章提到一条经验性的原则可以用来判断在什么样的数据速率和电缆长度时需要进行匹配：当信号的转换时间（上升或下降时间）超过电信号沿总线单向传输所需时间的3倍以上时就可以不加匹配。 一般终端匹配采用终端电阻方法， RS-485应在总线电缆的开始和末端都并接终端电阻。终接电阻在RS-485网络中取120Ω。相当于电缆特性阻抗的电阻，因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在100～120Ω。这种匹配方法简单有效，但有一个缺点，匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合。另外一种比较省电的匹配方式是RC匹配。利用一只电容C隔断直流成分可以节省大部分功率。但电容C的取值是个难点，需要在功耗和匹配质量间进行折衷。 还有一种采用二极管的匹配方法，这种方案虽未实现真正的“匹配”，但它利用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号，达到改善信号质量的目的，节能效果显著。 最近两年一些公司基于部分企业信息化的实施已完成，工厂中已经铺设了延伸到车间每个办公室、控制室的局域网的现状，推出了串口服务器来取代多串口卡，这主要是利用企业已有的局域网资源减少线路投资，节约成本，相当于通过tcp/ip把多串口卡放在了现场。 RS485和其它总线网络的区别： 我们把工业网络归结为三类：RS485网络、HART网络和现场总线网络。 HART网络：HART是由现在的艾默生提出一个过度性总线标准，他主要是在4~20毫安电流信号上面叠加数字信号，物理层采用BELL202频移键控技术，以实现部分智能仪表的功能，但此协议不是一个真正意义上开放的标准，要加入他的基金会才能拿到协议，加入基金会要一部分的费用。技术主要被国外几家大公司垄断，近两年国内也有公司再做，但还没有达到国外公司的水平。现在有很大一部分的智能仪表都带有HART圆卡，都具备HART通讯功能。但从国内来看还没有真正利用其这部分功能，最多只是利用手操器对其进行参数设定，没有发挥出HART智能仪表应有的功能，没有联网进行设备监控。从长远来看由于HART通信速率低组网困难等原因，HART仪表的采购量会程下滑趋势，但由于HART仪表已经有十多年的历史现在在装数量非常的大，对于一些系统集成商来说还有很大的可利用空间。 现场总线网络：现场总线技术是当今自动化领域技术发展热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网，它的出现标志着自动化控制技术又一个新时代的开始。现场总线是连接设置在控制现场的仪表与设置在控制室内的控制设备的数字化、串行、多站通信的网络。其关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字通信。现场总线技术近年来成为国际上自动化和仪器仪表发展的热点，它的出现是传统的控制系统结构产生了革命性的变化，是自控系统朝着智能化、数字化、信息化、网络化、分散化的方向迈进，形成新型的网络集成式全分布式控制系统---现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System）。但是现在的现场总线的各种标准并行存在并且都有自己的生存领域，还没有形成真正统一的标准，关键是看不到什么时候能形成统一的标准，技术也不够成熟。另外现场总线的仪表种类还比较少可供选择的余地小，价格也偏高，从最终用户的角度看大多还处于观望状态，都想等到技术成熟之后在考虑，现在实施的少。 RS485网络：RS485/MODBUS是现在流行的一种布网方式，其特点是实施简单方便，而且现在支持RS485的仪表又特多，特别是在油品行业RS485/MODBUS简直是一统天下，现在的仪表商也纷纷转而支持RS485/MODBUS，原因很简单，象原来的 HART仪表想买一个转换口非常困难 而且价格昂贵，RS485的转换接口就便宜的多而且种类繁多。
现场总线协议有哪些
现场总线协议有哪些篇一：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ISO OSI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T ype1现场总线的一个子集（Subset）。
2.2 Type 2 ControlNetControlNet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/Consumer model）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 ProfibusProfibus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（T oken-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，使用两根线可以完成供电和数据通信，并实现本质安全。
2.4 Type 4 P－NetP-Net得到丹麦Process Data公司支持。
P-Net为带多网络和多端口功能的多主总线，允许在几个总线区直接寻址，无需递阶网络结构，是一种多网络结构。
CAN、I2S、I2C、SPI、SSP总线的介绍和比较
一、SPI总线说明串行外围设备接口SPI（serial peripheral 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 用于CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。
SPI可以同时发出和接收串行数据。
它只需四条线就可以完成MCU 与各种外围器件的通讯，这四条线是：串行时钟线（CSK）、主机输入/从机输出数据线（MISO）、主机输出/从机输入数据线（MOSI）、低电平有效从机选择线CS。
这些外围器件可以是简单的TTL移位寄存器，复杂的LCD显示驱动器，A/D、D/A转换子系统或其他的MCU。
当SPI工作时，在移位寄存器中的数据逐位从输出引脚（MOSI）输出（高位在前），同时从输入引脚（MISO）接收的数据逐位移到移位寄存器（高位在前）。
发送一个字节后，从另一个外围器件接收的字节数据进入移位寄存器中。
主SPI的时钟信号（SCK）使传输同步。
其典型系统框图如下图所示。
SPI主要特点有: 可以同时发出和接收串行数据;•可以当作主机或从机工作;•提供频率可编程时钟;•发送结束中断标志;•写冲突保护;•总线竞争保护等。
图2示出SPI总线工作的四种方式，其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式(实线表示):SPI 模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。
如果 CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。
时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。
如果CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。
SPI主模块和与之通信的外设音时钟相位和极性应该一致。
can总线与lonworks比较
CAN现场总线与Lonworks总线一．Can现场总线控制器局部网（CAN－CONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。
控制器局部网将在我国迅速普及推广。
随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展，工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支，并取得了巨大进步。
由于对系统可靠性和灵活性的高要求，工业控制系统的发展主要表现为：控制面向多元化，系统面向分散化，即负载分散、功能分散、危险分散和地域分散。
分散式工业控制系统就是为适应这种需要而发展起来的。
这类系统是以微型机为核心，将 5C 技术--COMPUTER（计算机技术）、CONTROL（自动控制技术）、COMMUNICATION（通信技术）、CRT（显示技术）和 CHANGE（转换技术）紧密结合的产物。
它在适应范围、可扩展性、可维护性以及抗故障能力等方面，较之分散型仪表控制系统和集中型计算机控制系统都具有明显的优越性。
典型的分散式控制系统由现场设备、接口与计算设备以及通信设备组成。
现场总线（FIELDBUS）能同时满足过程控制和制造业自动化的需要，因而现场总线已成为工业数据总线领域中最为活跃的一个领域。
现场总线的研究与应用已成为工业数据总线领域的热点。
尽管目前对现场总线的研究尚未能提出一个完善的标准，但现场总线的高性能价格比将吸引众多工业控制系统采用。
同时，正由于现场总线的标准尚未统一，也使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥，并将为现场总线的完善提供更加丰富的依据。
控制器局部网 CAN （CONTROLLER AERANETWORK）正是在这种背景下应运而生的。
由于CAN为愈来愈多不同领域采用和推广，导致要求各种应用领域通信报文的标准化。
为此，1991年 9月 PHILIPS SEMICONDUCTORS制订并发布了 CAN技术规范（VERSION 2.0）。
现场总线
第6章现场总线技术与应用上世纪60年代以前的工业控制系统几乎都是基于模拟信号的,即使是70年代出现的DCS系统,测量变送仪表一般也为模拟仪表,因此DCS是一种模拟数字混合系统。
随着计算机、通讯、网络技术的发展，将这些技术应用到工业控制领域，使工控系统进一步数字化、网络化、信息化就成为自动化领域讨论和研究的热点。
现场总线技术正是在这种背景下于20世纪80年代中期发展起来的。
由于历史和市场等多方面的原因，目前现场总线处于多标准共存，百家争鸣的局面，各种总线都有自己的特色和用户群，限于篇幅，本章仅扼要介绍现场总线技术的概况和几种主要总线技术。
6.1现场总线概述6.1.1什么是现场总线按照IEC(国际电工委员会)对现场总线(FieldBus)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。
IEC将“现场总线”定义为工业现场级的数据通信技术，但随着总线技术的不断发展，各种应用功能不断扩充，总线技术已不仅是一种底层的通信技术，而成为网络和控制系统，即总线技术已成为系统级的技术，例如FF总线就是系统级总线的典型代表。
现场总线可看成是一种实现底层设备通信的局域网，它是低带宽(速率一般在几kbps至10Mbps)但又是高实时性和高可靠性的底层控制网络，这是由工控系统的特点决定的。
它一方面将现场的测量和控制设备连成网络，另一方面可通过网关设备和企业内部的管理信息网络或InterNet相连。
可以说现场总线是近年来发展并形成的自控领域的网络技术。
是计算机网络、通信技术与自控技术结合的产物。
现场总线技术导致了控制系统结构的又一次变革，形成了新型的网络化、数字化的分布式控制系统——现场总线控制系统FCS(FieldBus Control System),是继集散控制系统DCS之后的新一代控制系统。
6.1.2现场总线的结构特点由于现场总线系统是基于数字化网络的系统，不像传统的模拟控制系统那样，控制室计算机与各种现场设备通过A/D、D/A等模块一对一连接，而是通过一条网线将各种设备连接在一起组成控制网络，网络上不仅传送各种诸如控制参数、运行状态、报警信息、故障信息等数据，而且还为各现场设备提供电源。
PLC、DSC、FCS三大控制系统的特点和差异
PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异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。
本文试就PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异作一分析，指出它们之间的渊源及发展方向。
摘要：本文对PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异进行了分析，指出了三种控制系统之间的渊源及发展方向。
关键词：可编程序控制器（PLC）分散控制系统（DCS）现场总线控制系统（FCS）1.前言上世纪九十年代走向实用化的现场总线控制系统，正以迅猛的势头快速发展，是目前世界上最新型的控制系统。
现场总线控制系统是目前自动化技术中的一个热点，正受到国内外自动化设备制造商与用户越来越强烈的关注。
现场总线控制系统的出现，将给自动化领域带来又一次革命，其深度和广度将超过历史的任何一次，从而开创自动化的新纪元。
在有些行业，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。
本文试就PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异作一分析，指出它们之间的渊源及发展方向。
2．PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点目前，在连续型流程生产自动控制（PA）或习惯称之谓工业过程控制中，有三大控制系统，即PLC、DCS 和FCS。
它们各自的基本特点如下：2．1 PLC（1）从开关量控制发展到顺序控制、运送处理，是从下往上的。
（2）连续PID控制等多功能，PID在中断站中。
（3）可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。
（4）也可一台PLC为主站，多台同型PLC为从站，构成PLC网络。
这比用PC机作主站方便之处是：有用户编程时，不必知道通信协议，只要按说明书格式写就行。
（5）PLC网格既可作为独立DCS/TDCS，也可作为DCS/TDCS的子系统。
几种主要现场总线协议的特点
几种主要现场总线协议的特点现场总线在发展的最初，各个公司都提出自己的现场总线的协议，如AB公司的DeviceNet,TURCK公司的Sensoplex,Honeywell公司的SDS，Phoenix公司的InterBus-S，以及Seriplex,ASI等。
经过十几年的发展，现场总线的协议逐渐趋于统一，针对制造业自动化，DeviceNet在北美和日本用的比较普遍，PROFIBUS-DP在欧洲用的比较普遍。
针对过程自动化，PROFIBUS-PA和Foundation Fieldbus占据大部分市场。
其他的总线协议如ASI、InterBus-S、Sensoplex在某些特殊的领域也有一些市场，下面分别介绍各种总线的一些特点。
1、PROFIBUS，最快的总线，世界范围的标准。
PROFIBUS是在1987年，由德国科技部集中了13家公司和5家科研机构的力量，按照ISO/OSI 参照模型制订的现场总线的德国国家标准。
最近，在欧洲通过投票，成为欧洲的标准EN50170。
主要由拥有400多个公司成员的PROFIBUS用户组织（PNO）进行管理。
PROFIBUS由三部分组成，即PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-DP及PROFIBUS-PA。
其中，FMS 主要用于非控制信息的传输，PA主要用于过程自动化的信号采集及控制。
PROFIBUS-DP是制造业自动化主要应用的协议内容，是满足用户快速通讯的最佳方案，每秒可传输12兆位。
扫描1000个I/O点的时间少于1ms。
PROFIBUS是世界范围的标准，取得了很大的成功：至少1，000，000套设备投入运行，超过600家成员公司，超过1100种PROFIBUS产品。
2、DeviceNet通用型、低价位的总线DeviceNet（设备网）是一种低价位的总线，它可连接自动化生产系统中广泛的工业设备。
在制造业领域，设备网遍及全球，尤其是北美和日本。
最初是由AB公司设计，现在已经发展成为一种开放式的现场总线的协议，其管理组织ODVA由全球多家公司组成，提供设备网的产品，支持设备网规范的进一步开发。
现场总线技术基础典型现场总线及其应用
太航科技
二、现场总线标准现状
1. IEC 61158国际标准 8种 2. 以太网技术对IEC 61158标准的扩充 12种 3. 特殊行业的现场总线国际标准 4种
三、现场总线在我国的应用概况
现场总线应用近年来有长足、全方位发展。 但开发技术还相对不足。 现场总线技术的开发、应用过程中，有效做法有如下几点： 1.选择在国际上影响较大、有市场应用前景的总线作为我国现场总 线开发的技术标准。 2.标准的文本可借鉴欧洲现场总线标准的文本构成方式，各个总线 标准分开，便于使用。 3.尽快建立总线应用技术支持服务机构。
二、现场总线协议模型
全新的IEC 61158现场总线协议模型，省去了OSI模型中间的3~6层，增加了 面向用户的第八层用户层。现场总线结构模型统一为四层，即：物理层、数据 链路层、应用层和用户层。
用户层 应用层 表示层 7 6 5 4 3 2 数据链路层 2 应用层 （3-6）层 不用 8 7
OSI与现场 总线结构 模型比较
用户层用户层88应用层应用层77应用层应用层表示层表示层663366层不用不用会话层会话层55传输层传输层44网络层网络层33数据链路层数据链路层22数据链路层数据链路层22物理层物理层11物理层物理层11osiosi协议协议模型模型现场总线协现场总线协议模型议模型osi与现场总线结构模型比较太航科技taihangcom三现场总线仪表三现场总线仪表智能仪表在通信上配置相应的总线标准接口前提下为了在智能仪表在通信上配置相应的总线标准接口前提下为了在fcsfcs系统集成中灵活配置还必须符合下列要求
太航科技
多功能智能化现场仪表开发的一些常用功能：
1.通信功能：支持一种或多种通信模式或总线协议 。 2.多变量监测：支持多个物理量的监测功能，一个变送器可以同时测量 温度、压力与流量等参数 。 3.复合控制功能：可以完成诸如信号线性化、工程单位转换、阀门特性 补偿、流量补偿、过程装置监视与诊断以及PID控制等多个功能 。 国内某款智能型电容式压力变送器：
应用在电子设备中的几种工业现场总线
应用在电子设备中的几种工业现场总线【摘要】在信号处理机和显示控制台等工电子设备中，工业现场总线起着重要的作用，它代表了设备信号的传输能力。
本文简要介绍了应用在电子设备中的几种重要工业现场总线，对比它们之间的异同，说明现在各总线结构存在的问题并对发展前景进行了展望。
【关键词】工业现场总线；带宽；MULTIBUS；VME；CPCI1.引言现场总线是指应用在生产现场与微机化测量控制设备之间实现双向多节点通信的系统，是一种开放式、全数字化、多点通信的底层控制网络。
在电子设备的产品应用中，工业现场总线在应用中起着重要的作用，它代表了设备信号的传输能力。
如：MULTIBUS、VME，STD、PC-104、CPCI等，在过去的工业产品结构中，主要采用了MULTIBUS总线，随着工业技术的进步，现在发展了VME 总线及CPCI总线。
本文着重介绍一下MULTIBUS、VME及CPCI三种总线的应用。
2.MULTIBUS总线2.1 功能与特点如图1所示，MULTIBUS总线是一种异步的多重处理系统总线，在单板计算机、存储器和扩展的I/O板之间传输8位或16位数据，支持主设备、从设备和智能从设备。
最初的早期，计算机寻址能力及传输能力有限，MULTIBUS总线很好的满足了单板计算机之间的数据交换，并且其可靠的传输系统及多主机之间的工作匹配，在军品的工业系列中得到的了广泛的应用，由于其总线信号设计简单，易于扩展，在老一代的电子产品中起着重要的作用。
2.2 总线应用如图2所示，286主板为8M的主频，加载DSP芯片，在不同的机箱插槽实现数据传输，信息解算等，由286主板将数据结果传输到下一环节，同一类型的DSP芯片在不同的机箱中可以互相替换，信号传输的能力受总线速度的限制。
新一代的应用中，数据传输采取网络交换，数据量大大增加，MULTIBUS 总线成为发展的瓶颈。
随着工业技术的进步，计算机技术得到了迅猛的发展，数据交换的速度要求总线的能力越来越高，相匹配于速度的要求出现了VME及后来发展的CPCI总线。
现场总线汇集与比较
现场总线一、概述 (2)1、IEC61158介绍 (2)2、部分现场总线比较 (2)二、部分现场总线简介 (3)1、RS422 (3)2、RS485 (3)3、CAN (3)4、Ethernet/IP (4)5、ControlNet (4)6、LonWorks (4)7、EIB (5)8、Interbus (5)9、Profibus (6)10、Profinet (6)11、FF HSE (7)12、P-net (7)13、CC-Link (7)14、DeviceNet (8)三、总结 (8)一、概述1、IEC61158介绍IEC61158是国际电工委员会IEC(International Electrotechnical Commission)的现场总线标准。
目前，IEC61158现场总线标准已经发展了一系列的标准，最新版本为IEC61158-6-20（2007年发布），总共有20种现场总线加入该标准，如表1.1所示。
作为工业控制系统的现场总线标准的IEC 61158，由国际电工委员会IEC SC65C “测量和控制的数字数据通信”分技术委员会的WG6工作组与美国仪表学会ISA 下SP50工作组组织联合制定的，1984年起草，1999年最后一轮投票通过，长达14年多。
2、部分现场总线比较表2是部分现场总线的比较（部分数据无从查证或未查到）。
表1.1 IEC61158收录的20种现场总线表2 部分通信总线比较二、部分现场总线简介本文主要以现场总线为基础，介绍几种常用的远程通信总线。
文中的最大传输距离只表示不经过中继器的单次传输距离。
1、RS422最大传输速率10Mbps最大传输距离1200米，传输速率100kbpsRS422由RS232发展而来，改进了RS232通信距离短、速度低的缺点，采用差动传输。
差动工作是同速率条件下传输距离远的根本原因，这正是它与RS232的根本区别，因为RS232是单端输入输出。
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。
CAN总线的详细介绍
ALE：ALE信号（INTEL方式）
/C/S:片选信号，低电平允许访问82C200
/R/D:来自微控制器的写信号（INTEL方式）
/W/R:来自微控制器的写读信号（INTEL方式）
CLKOUT:由82C200为微控制器产生的时钟信号，由在线振荡器分频得到。
XTAL1:输至振荡器放大器。外部振荡器信号经此脚输入
高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突时间。
借助接收滤波的多地址帧传送。
CAN只需通过报文滤波即可实现点对点，一点对多点以及全局广播等几种方式来传输
数据，无需专门的“调度”。各个接收站依据报文中反映数据性质的标识符过滤报文，决定是否接收。
强有力的错误控制及错误重发功能：
CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，在错误严重的情况下具有自动关闭输出的功能，发送期间若丢失仲裁或由于出错而遭受破坏的帧可自动重新发送，每帧信息中不可检错的概率低于3 10-5。
------
------
唤醒中断
超载中断
出错中断
发送中断
接收中断
数
值
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------
------
高置位
低复位
高置位
低复位
高置位
低复位
高置位
低复位
高置位
低复位
验收码寄存器（ACR）和验收屏蔽寄存器（AMR）
ACR和AMR均是验收滤波器的一部分。它们决定了网络中的报文是否被接收。在初始化中要对它们进行写操作，目的是设定对什么样的报文予以接收。当满足以下两个条件之一，并存在空的接收缓冲器时，报文可被正确接收。
公司
82C200
两种现场总线的比较
Lonworks总线与INTERBUS总线比较一、Lonworks总线Lonworks是由美国Echelon公司于20世纪90年代初推出的现场总线，它采用ISO/OSI模型的全部7层通讯协议，这是在现场总线中唯一提供全部服务的现场总线，在工业控制系统中可同时应用在Sensor Bus、Device Bus、Field Bus等任何一层总线中。
LONWorks是唯一涵盖全部3个层次（Sensor Bus、Device Bus和Field Bus），符合150/0517层参考模型的现场总线技术。
在一个多种层次的现场总线产品并存竞争的现实环境下，LonWorks兼收并蓄，成为连接过去、包容现在、面向未来的工业总线技术。
LonWorks技术的核心是以固件形式实现7层通信协议，遵循元中心控制的真正分散模式；结点应用程序编写简易，开发系统完备；实行开放结构，具备良好的互操作性；另外，还有网关可方便构成局域网，甚至与Internet相连，实现远程预览现场设备数据的应用。
它除了具有上面说提到的现场总线的公共的特点外，另外，在一个Lonworks控制网络中，智能控制设备(节点)使用同一个通信协议与网络中的其它节点通信。
每个节点都包含内置的智能来完成协议的监控功能。
一个Lonworks控制网络可以有3个到30000个或更多的节点：传感器功能(温度、压力等)、执行器功能(开关、调节阀、变频驱动等)、操作接口(显示、人机界面等)、控制功能(新风机组、VAV等)。
由于不需要像传统控制系统中的中央控制器，Lonworks分布式控制技术显示出很高的系统可靠性和系统响应，并且降低了系统的成本和运行费用。
神经元芯片完成节点的事件处理，并通过多种介质把处理结果传递给网络上的其它节点。
同时还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。
支持双绞线、同轴电缆、光缆和红外线等多种通信介质和多种拓扑结构，并开发了本质安全防爆产品，被誉为通用控制网络。
其他几种现场总线详细介绍
2. HART的通信方式 HART支持点对点主从应答方式和多点 广播方式。 HART支持两个通信主设备 HART采用统一的设备描述语言DDL HART能利用总线供电，可满足本安防 爆要求。
10.3 INTERBUS总线
INTERBUS是德国跨国集团Phoenix公司 推出的较早的现场总线，广泛地应用于 汽车工业、烟草工业、仓储及传送技术、 造纸工业、包装工业和食品工业等。 1996年成为欧洲标准EN50254 2000年2月成为国际标准IEC61158
1.INTERBUS特点
（1）协议模型
该模式允许网络上的所有节点同时存取同一 源数据，网络通信效率更高;采用多信道广 播信息发送方式，各个客户可在同一时间接 收到生产者所发送的数据，网络利用率更高。
“生产者/客户”模式与传统的“源/目的” 通信模式比较
3)设备可互换性。 4)DeviceNet网络上的设备可以随时连接 或断开 5)DeviceNel网络上的设备安装比传统的 I/O布线更加节省费用 6)利用RS Network for DeviceNet软件对 网络上的设备进行配置、测试和管理。
3. DeviceNet进入中国
DeviceNet价格低、效率高，特别适用于制 造业、工业控制、电力系统等行业的自动化， 适合于制造系统的信息化。 2000年2月上海电器科学研究所与ODVA签 署合作协议，共同筹建ODVA China。 2002年10月8日，DeviceNet现场总线被批 准为国家标准。
（2）CC-Link的传输速度 CC-Link具有高速的数据传输速度，最高可 以达到l0Mbit/s，其数据传输速度随距离的 增长而逐渐减慢。 （3）CC-Link实现高速大容量的数据传输 CC-Link提供循环传输和瞬时传输两种方式 的通信。
几种常用现场总线的比较
介质争用协议
\
CSMA/CD、仲裁
可预测P坚持CSMA
CSMA/NBA
\
推出时间
1996
1986
1990
1994
1984
最大节点/设备数
240（H1）
110（挂接）
32385
64
127（RS485）
最大通信距离
1900m
10Km
2700m
500m
10Km（中继）
应用领域
过程自动化
9.6kbps~12Mbps（RS485）
通信模式
令牌传递主从结构
主从
主从、对等、C/S
点对点、多主、主从
令牌传递主从结构
网络拓扑
总线、星型、菊花链、树型
总线、环型、星型、网状
总线、环型、星型、自由拓扑
干线-分支
总线
传输信号
曼彻斯特编码
差分信号
双绞线：差分曼彻斯特编码
电力线：扩频
无线：FSK
差分信号
汽车系统
楼宇自动化、家庭自动化、工业自动化
连接低端、高端工业设备
车间级通信、工业自动化、楼宇自动化
是否支持总线供电
是
否
是
是
是
特点
功能强大、实时性好
抗干扰能力强、自我诊断能力强、传输速率慢
支持OSI七层协议、实际应用较多、开发平台完善
低层使用CAN总线规范、支持设备热插拔、开放
速度较快、配置灵活
几种常用现场总线比较
总线名称
FF
CAN
Lonworks
DeviceNet
PROFIBUS
传输介质
双绞线、光缆、无线
现场总线在列车通信网络中的应用
《工业控制计算机》２００７年２０卷第７期现场总线在列车通信网络中的应用赵华华廖志明（上海磁浮交通发展有限公司，上海２０１２０４）ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦｉｅｌｄｂｕｓｉｎＴｒａｉｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋ１列车通信网络概述列车通信网络的主要功能是作为沟通各个控制、诊断单元的信息通道，将列车上众多由计算机控制的部件互相联网通信，实现信息交流，从而达到统一控制与诊断和资源共享的目的。
列车通信网络（包括地铁列车、城市轻轨列车上的通信网络）是面向控制的一种连接车载设备和各车辆的数据通信系统，是分布式列车控制和诊断系统的核心组成部分。
列车通信网络的结构一般分为两级：列车总线和车辆总线（如图１）。
在列车通信网络中广泛地应用了现场总线技术来满足列车对车载通信网络的要求，目前在列车通信网络中应用比较广泛的现场总线主要有以下几种：ＴＣＮ标准的绞式列车总线ＷＴＢ和多功能车辆总线ＭＶＢ、ＬｏｎＷｏｒｋｓ总线、ＣＡＮ总线。
不同的列车通信网络列车总线和车辆总线采用的现场总线不同。
图１列车通信网络结构２ＴＣＮ标准的绞式列车总线ＷＴＢ和多功能车辆总线ＭＶＢ为了使各种铁路机车车辆能够互相联挂，并且车上可编程电子设备能够互换，国际电工委员会（ＩＥＣ）和国际铁路联盟（ＵＩＣ）联合制订了一项列车通信网络ＴＣＮ（ｔｒａｉｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔ－ｗｏｒｋ）标准，即ＩＥＣ６１３７５－１标准。
同时ＩＥＥＥ也引用该项标准作为列车通信网络标准ＩＥＥＥ１４７３。
ＴＣＮ标准将列车通信网络分成两级：用于连接各节可动态编组的车辆的列车总线ＷＴＢ和用于连接车辆内固定设备的车辆总线ＭＶＢ。
列车总线与车辆总线之间通过网关连接。
ＴＣＮ列车通信网络结构见图１。
从某种程度上来说，ＷＴＢ和ＭＶＢ也可以认为是应用于列车上的现场总线标准，它们都从现场总线技术的发展中汲取了丰富的营养。
绞式列车总线ＷＴＢ是以德国ＤＩＮＶ４３３２２和意大利ＣＤ４５０高速列车的数据通信经验为基础而制定的。
LIN、CAN、MOST的比较
LIN、CAN、MOST的比较LIN、CAN、MOST主要在通信标准、数据传输数率、成本、使用领域等方面不一样，具体如下：一、LIN(Local Interconnect Network是一种低成本的串行通讯网络用于实现汽车中的分布式电子系统控制。
LIN 的目标是为现有汽车网络(例如CAN 总线)提供辅助功能，因此LIN总线是一种辅助的总线网络。
在不需要CAN 总线的带宽和多功能的场合比如智能传感器和制动装置之间的通讯使用LIN 总线可大大节省成本。
LIN 的主要特性是：1、低成本基于通用UART 接口几乎所有微控制器都具备LIN 必需的硬件2、传输速率最高可达20Kbit/s3、单主控器/多从设备模式无需仲裁机制4、从节点不需晶振或陶瓷震荡器就能实现自同步节省了从设备的硬件成本5、保证信号传输的延迟时间6、不需要改变LIN 从节点的硬件和软件就可以在网络上增加节点7、通常一个LIN 网络上节点数目小于12 个共有64 个标志符典型的LIN 总线应用是汽车中的联合装配单元如门、方向盘、座椅、空调、照明灯、湿度传感器、交流发电机等。
对于这些成本比较敏感的单元，LIN 可以使那些机械元件如智能传感器、制动器或光敏器件得到较广泛的使用。
这些元件可以很容易的连接到汽车网络中并得到十分方便的维护和服务。
在LIN 实现的系统中，通常将模拟信号量用数字信号量所替换，这将使总线性能优化。
二、CAN（Controller Area Network）CAN总线又称作汽车总线，其全称为“控制器局域网”。
CAN总线是一种现场总线，CAN 的主要特性是：1、低成本；2、极高的总线利用率；3、很远的数据传输距离(长达10Km)；4、高速的数据传输速率(高达1Mbit/s)；5、可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文；6、可靠的错误处理和检错机制；7、发送的信息遭到破坏后，可自动重发；8、节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；9、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、优先级信息。
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几种典型现场总线的比较与应用
摘要：技术是目前正在兴起的一种全新的控制技术。
该文阐述了现场总线的技术特点及发展现状，并且对当前典型的几种现场总线做了详细的介绍和对比，以利于现场总线技术的推广应用。
一现场总线的背景及发展状况工业现场控制随着通信、微电子、微处理器等技术的进步而不断的展,60~70年代采用两线制4~20 mA标准信号;进入80年代,微处理器被嵌入到各种仪表设备之中,形成了分布式控制系统(DCS)。
在分布式控制系统中,虽然现场仪表因含有微处理器而形成智能现场仪表,但由于是三层结构模式,成本较高,且各公司的DCS系统有各自的标准,不能互联。
鉴于以上情况,国外提出了现场总线概念,现场总线是用于智能化现场设备和基于微处理器的控制室自动化系统间的全数字化、多站总线式的双向多信息数字通讯的通迅规程,是互相操作以及数据共享的公共协议。
现场总线技术是当今自动化领域技术发展的热点课题,并受到各国自动化设备制造商与用户的广泛关注。
它的出现,给工业控制技术领域带来了又一次革命,以现场总线为基础的全数字控制系统———现场总线控制系(FCS)将是21世纪自动控制系统的主流。
二现场总线的特点(1)实现自动化仪表技术从模拟数字混合向全数字的转变，自动化系统从封闭式向开放式的转变。
(2)不同厂家的产品互操作性与互用性给用户进行系统集成提供了方便，即用户具有高度的系统集成主动权。
(3)控制、报协、趋势分析等功能分散到现场级仪表和装置中，简化了上层系统。
(4)从根本上改变了现有DCs集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了系统的实时性和可靠性
WorldFIP WorldFIP现场总线是以法国几家跨国公司为主开发的 是法国标准和欧洲标准。
WorldFIP组织目前有100多个会员单。
它们在共同研究、开发这项技术的同时 也将这项技术推广到了各个应用领域。
经过十多年的应用与改进 WorldFIP已经是一项完全成熟的技术 具有品种齐全的通信产品和开发工具。
WorldFIP现场总线目前已被广泛应用于发电与输配电、楼宇自动化、机械过程、机车、铁路运输、航运和造船、地铁、食品与饮料工业、核工业、化工、航空与航天、汽车制造等多个自动化控制领域。
WorldFIP在技术上有很多特点与优势 如下
a.实用性。
WorldFIP采用IEC物理层标准 支持电缆冗余,大部分协议固化在硬件上 稳
定性强 它的生产者/使用者模式和总线仲裁器的调度方式保证了在一条总线上传递大量信息的同时 不会干扰时限变量的通信。
b.它具极强的抗干扰能力和实时性 能完全满足IEC关于电磁兼容性的EMC标准 它的通讯模式支持后台传输报文、周期和事件变量 保证诊断信息传输不影响实时控制。
c.WorldFIP现场总线不论低速还是高速 只有一套通信协议 所以不需要任何网桥或网关 低速与高速网络的衔接只用软件完成。
d.WorldFIP是开放的现场总线 WorldFIP产品的设计者、用户或集成商都可以得到WorldFIP组织的帮助 帮助大家在产品开发应用及安装的过程中 正确地使用WorldFIP协议及各种器件 为客户提供产品规划、硬件设计、软件设计和测试支持等。
b. 2. 基金会现场总线 FF 其前身是以美国Fisher-Rosemount公司为首 联合
Foxboro、横河、ABB、西门子等80余家公司制订的ISP协议和以法国阿尔斯通、斯耐德等几家法国公司为首 联合欧洲与北美等地的150家公司制订的WorldFIP协议。
基金会现场总线得到了过程控制领域自动控制设备的主要供应商的支持。
这些公司对工业底层网络的功能需求了解透彻 也具备左右该领域现场自控设备发展方向的能力。
所以该总线具有相当的权威性。
目前它只有低速现场总线协议与产品。
低速现场总线速率为
31.25kbps 通信距离可达1900米 可加中继器延长 可支持总线供电 支持本质安
全防爆环境。
上层直接与工业以太网连接。
物理传输介质可支持双绞线、光缆和无线发射 协议符合IEC61158-2标准。
其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码。
这是一种
极有前途的现场总线。
目前它的应用领域主要以过程自动化为主 如石化、化工等领域 主要用于对生产过程中连续量的控制
3 PROFIBUS PROFIBUS是德国国家标准DIN19245和欧洲标准EN50170的现场总线标准。
由PROFIBUS-DP PROFIBUS-FMS PROFIBUS-PA组成了PROFIBUS系列。
该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的。
它采用了OSI模型的物理层、数据链路层。
FMS还采用了应用层。
其传输介质可以是双绞线 也可以是光缆。
最多可挂接127个站点。
DP是一种高速低成本通信 用于设备级控制系统与分散式I/O的通信 使用DP可取代24VDC或4~20mA
信号传输 数据传输类型为RS485 。
适合于加工自动化领域的应用。
FMS意为现场信息规范 用于车间级监控网络 是一个令牌结构、实时多主网络 数据传输类型为RS485 传输速率为9.6kbps~12Mbps,最大传输距离在12Mbps时为100m, 500Kbps时为400m。
PROFIBUS-FMS适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等。
PA是专为过程自动化设计 数据传输采用数字式、位同步、曼彻斯特编码。
传输速率 31.25Kbit/s 电压式。
可使传感器和执行机构联在一根总线上 并有本质安全防爆功能 总线供电。
物理层遵从IEC61158-2标准。
由于Profibus对不同的应用有三种不同的总线 应用领域广泛。
DP 和FMS系统使用了同样的传输技术和统一的总线访问协议 因而这两套系统可在同一根电缆上同时操作。
PA和DP之间需要通过偶合器连接。
4 CAN CAN是控制局域网络 control Area Network 的简称 最早由德国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。
其总线规范已被ISO国际标准组织制订为国际标准。
由于得到了Motorola Intel, Ohilip, Siemence, NEC等公司的支持 它广泛应用在离散控制领域。
CAN协议也是建立在国际标准组织的开放系统互联模型基础上的 不过其模型结构只有三层 即只取OSI底层的物理层、数据链路层和顶层的应用层。
其信号传输介质为双绞线。
通信速率最高可达1Mbps/40m 直接传输距离最远可达10km/5kbps。
可挂接设备数量最多可达110个。
CAN的信号传输采用短帧结构 每一帧的有效字节数为8个 因而传输时间短 受干扰的概率低。
当节点严重错误时 具有自动关闭的功能 以切断该点与总线的联系 使总线上的其它节点及其通信不受影响 具有较强的抗干扰能力
在写这篇论文的过程中 通过查阅各种资料 我了解了更多关于现场总线的知识 也知道了几种现场总线技术之间的大致区别于联系。
每个总线技术都有自己的优缺点 但是相信如果能通过合理的选择与搭配，每个总线都有自己的优缺点，现场总线在电厂，变电站和电力系统中有广阔的应用前景。
在实际的系统设计中应根据现场要求，结合不同的总线的技术特点选择合适的现在总线。