现场总线及通讯协议
各类通讯协议及通讯方式详细介绍
RS485简介(zz)2009-11-17 15:08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。
上海新华dcs的网络通讯协议
竭诚为您提供优质文档/双击可除上海新华dcs的网络通讯协议篇一：dcs的通讯网络0dcs的结构组成dcs主要分为三大部分：带i/o部件的控制器、通讯网络和人机接口（hmi）。
控制器i/o部件直接与生产过程相连，接收现场设备送来的信号；人机接口是操作人员与dcs相互交换信息的设备；通讯网络将控制器和人机接口联系起来，形成一个有机的整体。
dcs的典型结构如图一：1dcs通讯网络的发展历程dcs自20世纪70年代问世以来，先后经历了四个发展时期，具体划分为：(1)1975—1980初创期。
此时的dcs通讯系统只是一种初级局部网络，全系统由一个通讯指挥器指挥，对各单元的访问是轮流询问方式。
如tdc-2000、mod-3等。
(2)1980—1985成熟期。
采用局域网络，由主从式星型网络转变成对等式的总线网络通信或环网通信，扩大了通信范围，提高了传输速率。
如tdc-3000、mod-300等。
(3)1985—1990扩展期。
在局域网络方面采用国际标准组织iso的osi开放系统互联的参考模型，使符合开放系统的各制造厂的产品可以互连，互通信以及进行数据交换，第三方软件以可以应用。
改变了过去dcs各厂自成系统的封闭结构，dcs由原来的仅能应用发展到不仅能应用而且能开发。
tdc-3000（带ucn网）centumxl等。
(4)90年代以后，网络开放期。
采用符合国际标准的通信协议和规程，即iee802（以太网）、iee802.4（令牌总线）、eeFddi（光纤分布数据界面）、tcp/ip（传输控制协议/互联协议）或map（制造自动化协议）等，使不同厂家型号、不同操作系统的计算机可共存一个网络标准，达到产品互换、资源共享的目的。
如centumcs-3000、advant-500等。
2通讯网络的特点通讯网络是dcs的重要支柱，执行分散控制的各单元以及各级人机接口要靠通讯系统连成一体，这种在局部区域内使用各种数据通讯的设备互连的通讯网络称为局域网（lan）。
现场总线及通讯协议
现场总线及通讯协议现场总线的现状和未来发展一、引言计算机控制系统的发展在经历了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以及集散控制系统（DCS）后，今后将朝着现场总线控制系统的方向发展。
现场总线(field bus)是指现场仪表和数字控制系统输入输出之间的全数字化、双向、多站的通讯系统。
二、现场总线的产生纵观控制系统的发展史，不难发现，每一代新的控制系统推出都是针对老一代控制系统存在的缺陷而给出的解决方案，最终在用户需求和市场竞争两大外因的推动下占领市场的主导地位，现场总线和现场总线控制系统的产生也不例外。
1、模拟仪表控制系统模拟仪表控制系统于六七十年代占主导地位。
其显著缺点是：模拟信号精度低，易受干扰。
2、集中式数字控制系统集中式数字控制系统于七八十年代占主导地位。
采用单片机、PLC、SLC 或微机作为控制器，控制器内部传输的是数字信号，因此克服了模拟仪表控制系统中模拟信号精度低的缺陷，提高了系统的抗干扰能力。
集中式数字控制系统的优点是易于根据全局情况进行控制计算和判断，在控制方式、控制机时的选择上可以统一调度和安排；不足的是，对控制器本身要求很高，必须具有足够的处理能力和极高的可靠性，当系统任务增加时，控制器的效率和可靠性将急剧下降。
3、集散控制系统（DCS）集散控制系统（DCS）于八、九十年代占主导地位。
其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，各上下位机之间用控制网络互连以实现相互之间的信息传递。
因此，这种分布式的控制系统体系结构有力地克服了集中式数字控制系统中对控制器处理能力和可靠性要求高的缺陷。
在集散控制系统中，分布式控制思想的实现正是得益于网络技术的发展和应用，遗憾的是，不同的DCS厂家为达到垄断经营的目的而对其控制通讯网络采用各自专用的封闭形式，不同厂家的DCS系统之间以及DCS与上层Intranet、Internet信息网络之间难以实现网络互连和信息共享，因此集散控制系统从该角度而言实质是一种封闭专用的、不具可互操作性的分布式控制系统且DCS造价昂贵。
工业通讯协议有哪些
工业通讯协议有哪些工业通讯协议是指工业控制领域中用于设备间通讯和数据交换的协议标准。
在工业自动化系统中，不同厂家的设备需要进行数据交换和通讯，而工业通讯协议的应用就是为了实现不同设备之间的互联互通。
下面将介绍几种常见的工业通讯协议。
1. Modbus协议。
Modbus是一种串行通讯协议，广泛应用于工业控制领域。
它是一种简单、开放的协议，易于实现和部署。
Modbus协议主要包括Modbus RTU、Modbus ASCII和Modbus TCP/IP三种变种，分别适用于串行通讯和以太网通讯。
Modbus协议常用于PLC、传感器、执行器等设备之间的通讯。
2. Profibus协议。
Profibus是一种用于工业自动化领域的现场总线通讯协议。
它是一种开放的标准，支持高速数据传输和实时通讯。
Profibus协议主要包括Profibus DP（分布式外围设备）和Profibus PA（过程自动化）两种变种，分别适用于工业控制和过程控制领域。
3. Ethernet/IP协议。
Ethernet/IP是一种基于以太网的工业通讯协议，它将TCP/IP协议栈应用于工业控制领域。
Ethernet/IP协议支持实时控制和数据交换，广泛应用于工业自动化系统中。
它是一种开放的标准，能够实现不同厂家设备之间的互联互通。
4. Profinet协议。
Profinet是一种基于以太网的工业通讯协议，它支持实时通讯和高速数据交换。
Profinet协议具有灵活的拓扑结构和高可靠性，适用于工业自动化系统中复杂的通讯需求。
Profinet协议能够实现设备级、控制级和信息级的通讯，为工业控制系统提供了全面的解决方案。
5. CANopen协议。
CANopen是一种基于CAN总线的工业通讯协议，它广泛应用于工业控制和机器人领域。
CANopen协议支持多主控制、多速率通讯和实时数据交换，具有高可靠性和实时性。
CANopen协议适用于各种工业设备之间的通讯和控制。
什么是现场总线
什么是现场总线？随着计算机、控制、通信、网络等技术的发展，作为工业控制数字化、智能化与网络化典型代表的现场总线（FieldBus）技术也得到了发展迅速、影响巨大，引起了工程技术界的普遍兴趣与重视，使计算机控制系统逐步从集散控制系统（DistributedControlSystem DCS）走向以现场总线位基础的分布式现场总线控制系统（FieldbusControlSystem,FC S），被誉为工业自动化领域具有革命性的新技术。
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工业控制技术。
通俗地讲，现场总线就是用在现场的总线技术，和计算机内部的总线概念一样，但是由于现场的特殊环境（如温度，安装条件，干扰等等），不同于计算机通常用于室内，为了区别，所以我们把这种总线称为现场总线。
现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一。
现场总线被誉为自动化领域的计算机局域网1．1、现场总线的特点根据国际电工委员会（IEC）和美国仪表协会(ISA)对现场总线的定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字、双向传输、多分支结构的通信网络，它的关键标志是能支持双向多节点、总线式的全数字通讯，具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快、系统安全、造价低廉、维护成本低等特点。
国际电工协会（IEC）的SP50委员会对现场总线有以下三点要求：（1）同一数据链上过程控制单元（PCU）、PLC等与数字1/0设备互连；（2）现场总线控制器可对总线上的多个操作站、传感器及执行机构等进行数据存取；（3）通信媒体安装费用较低。
SP50委员会提出的两种现场总线结构模型是：●星型总线用短距离、廉价、低速率电缆取代模拟信号传输线●总线型总线数据传输距离长、速率高，采用点对点、点对多点和广播式通信方式2．2、现场总线技术特征现场总线完整地实现了控制技术、计算机技术与通信技术的集成，具有以下几项技术特征。
（1）现场设备已成为以微处理器为核心的数字化设备，彼此通过传输媒体（双绘线、同轴电缆或光纤）以总线拓扑相连；（2）网络数据通信采用基带传输（即数字数据数字传输），数据传输速率高（为Mbit/s或10Mbit/s级），实时性好，抗干扰能力强；（3）废气了集散控制系统（DCS）中的I/O控制站，将这一级功能分配给通信网络完成；（4）分散的功能模块，便于系统维护、管理与扩展，提高可靠性；（5）开放式互连结构，既可与同层网络相连，也可通过网络互连设备与控制级网络或管理信息级网络相连；（6）互操作性，在遵守同一通信协议的前提下，可将不同厂家的现场设备产品统一组态，构成所需要的网络。
工业网络常用协议概要
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是由艾默生提出一个过度性总线标准，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。
FieldBus现场总线网络：现场总线是当今自动化领域的热点技术之一，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。
现场总线是连接控制现场的仪表与控制室内的控制装置的数字化、串行、多站通信的网络。
其关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字化通信。
现场总线技术成为国际上自动化和仪器仪表发展的热点，它的出现使传统的控制系统结构产生了革命性的变化，使自控系统朝着“智能化、数字化、信息化、网络化、分散化”的方向进一步迈进，形成新型的网络通信的全分布式控制系统——现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System)。
然而，现场总线还没有形成真正统一的标准，ProfiBus、CANbus、CC-Link等多种标准并行存在，并且都有自己的生存空间。
何时统一，遥遥无期。
支持现场总线的仪表种类还比较少，可供选择的余地小，价格又偏高，用量也较小。
RS485网络：RS485/MODBUS是流行的一种布网方式，实施简单方便，支持RS485的仪表很多。
Modbus 协议是一项应用层报文传输协议，包括ASCII、RTU、TCP三种报文类型。
此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485 和以太网设备。
许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus 协议作为他们之间的通讯标准。
Modbus优点（1）公开发表并且无版权要求（2）易于部署和维护（3）对供应商来说，修改移动本地的比特或字节没有很多限制。
（4）Modbus 允许多个(大约240 个) 设备连接在同一个网络上进行通信其他同类通信协议：CANBUS、profibus 等TCP/IP传输协议，即传输控制/网络协议，也叫作网络通讯协议。
论文-现场总线概述
现场总线概述1 前言现场总线的技术基础是一种全数字化、双向、多站的通信系统，是应用于各种计算机控制领域的工业总线。
用现场总线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。
当今现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域，由于现场总线技术的不断创新，过程控制系统由第四代的DCS发展至今的FCS（Fieldbus Control System）系统，已被称为第五代过程控制系统。
而FCS和DCS的真正区别在于其现场总线技术。
现场总线技术以数字信号取代模拟信号，在3C（Computer计算机、Control控制、Commcenication 通信）技术的基础上，大量现场检测与控制信息就地采集、就地处理、就地使用，许多控制功能从控制室移至现场设备。
2 现场总线控制系统的结构及其特点国际电工协会（IEC）的SP50委员会对现场总线有以下三点要求：同一数据链路上过程控制单元（PCU）、PLC 等与数字1/ O设备互连；现场总线控制器可对总线上的多个操作站、传感器及执行机构等进行数据存取；通信媒体安装费用较低。
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）与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。
现场总线控制系统主要包括一些实际应用的设备，如PLC、扫描器、电源、输入输出站、终端电阻等。
其它系统也可以包括变频器、智能仪表、人机界面等。
系统中的主控器（Host）可以是PLC或PC，通过总线接口对整个系统进行管理和控制。
其总线接口，有时可以称为扫描器。
可以是分别的卡件，也可以集成于PLC中。
总线接口作为网络管理器和作为主控器到总线的网关，管理来自总线节点的信息报告，并且转换为主控器能够读懂的某种数据格式传送到主控器。
总线接口的缺省地址通常设为“0”电源，是网络上每个节点传输和接收信息所必需的。
现场总线技术概述 (2)
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IEC61158目前包括10种技术类型，其中类型9与类型10是 后来加的。
①类型1：IEC技术报告 (即相当于FF的H1，美国FisherRosemount公司支持)；
②类型2：Control Net(美国Rockwell公司支持)； ③类型3：Profibus(德国Siemens公司支持)； ④类型4: P-Net(丹麦Process Data公司支持)； ⑤类型5: FF HSE(High Speed Ethernet 美国 Fisher-
②设备总线 (device bus)：数据宽度为字节 (byte)， 如Interbus和Device Net等；
③全服务的现场总线（fieldbus）：数据宽度为数据 流或模块 (block)。以报文通信为主，除了对装置进 行读取数据外，还包括一些对装置的操作和控制功能。 如FF总线、Lonworks总线、Hart总线等。
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五、FCS与DCS的比 FCS相对于DC较S具有如下优越性：
1．FCS实现全数字化通信
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2．FCS实现彻底的全分散式控制
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3．FCS实现不同厂商产品互联、互操作 4．FCS增强系统的可靠性、可维护性 5．FCS降低系统工程成本
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（二）现有的现场总线国际标准
※IEC61158 (IEC/TC65/SC65C/WC6制定) 测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总 线，由以下6部分组成： 第1部分:导则； 第2部分:物理层规范和服务定义； 第3部分:数据链路层服务定义； 第4部分:数据链路层协议规范； 第5部分:应用服务定义； 第6部分:应用层协议规范。
浅谈化工行业现场总线技术、通讯协议及其应用
浅谈化工行业现场总线技术、通讯协议及其应用作者：耿杰来源：《中国化工贸易·上旬刊》2020年第01期摘要：随着化工行业的发展，化工生产的自动化水平越来越高，传统的点对点式电压、电流信号传输已经不能满足现代化工业生产要求，各类现场总线技术的应用越来越广泛。
那么，各类现场总线技术有怎样的区别和联系，各自应用范围是什么？接下来，本文将对各类现场总线、技术协议及其应用做简要阐述。
关键词：化工行业;现场总线;通讯协议;应用现场总线是安装在制造和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成为现场总线。
现场检测仪表、执行元件与控制系统之间、控制系统与控制系统之间都可采用现场总线方式进行数据传输。
现场总线技术数字化、开放性、互操作性和互换性使数据传输更方便、快捷、成本更低。
目前，在化工行业，应用比较广泛的现场总线有基金会现场总线（FF）的H1、PROFIBUS、PROFINET、CAN总线等。
通讯协议又称通信规程，是指通信双方对数据传送控制的一种约定。
约定中包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守，它也叫做链路控制规程。
通讯协议主要有RS485/MODBUS、HART、FieldBus、等。
每种总线都有其应用的领域，支持一种或多种通讯协议。
1 现场总线技术及通讯协议1.1 基金会现场总线（FF）基金会现场总线是世界上两大现场总线集团ISP和WorldFIP选派代表组成。
基金会现场总线采用的是令牌总线通信方式，可分为周期通信和非周期通信。
FF有两个标准，低速现场总线FF H1及高速现场总线FF HSE。
FF H1传输距离可达1900m，应用非常广泛。
基金会现场总线的通讯模型包括物理层、数据链路层与应用层。
应用层（FAL），包括现场总线访问子层（FAS）和现场总线报文规范子层（FMS），前者管理数据的传输，后者负责对用户层命令进行编码和解码。
CANopen通讯协议介绍
CANopen通讯协议介绍CANopen是一种现场总线通信协议，它基于CAN（Controller Area Network）总线，用于在工业自动化和机器控制领域的设备之间进行通信。
它提供了一种标准化的通信和数据传输方式，具有高可靠性和实时性的特点。
CANopen协议在1994年首次发布，由CAN in Automation（CiA）组织负责制定和推广。
它采用基于对象的通信模型，通过定义不同类型的对象和对象字典来进行数据传输和设备之间的交互。
CANopen协议定义了不同的设备和功能模块之间的消息结构、通信规则和参数设置等。
CANopen协议提供了一种灵活且可扩展的通信方式，可以支持多种不同类型的设备和功能模块。
它可以用于各种应用领域，例如工业机器人、自动化生产线、电动机控制、安全系统和智能家居等。
CANopen协议适用于小型设备和大型系统，可以通过简单的点对点连接或复杂的网络结构进行通信。
1. 对象导向：CANopen协议采用面向对象的通信模型，通过定义对象和对象字典来进行数据传输和设备之间的交互。
对象可以是实际的物理设备、功能模块或数据结构。
对象字典是一个集合，用于存储和管理不同类型的对象。
2. 报文结构：CANopen协议定义了不同类型的报文结构，包括同步报文、时间戳报文、心跳报文、PDO（Process Data Object）报文和SDO （Service Data Object）报文等。
这些报文用于不同的通信任务和数据传输需求。
3. 设备配置：CANopen协议支持动态设备配置，可以自动检测和配置新加入的设备。
设备可以通过网络管理工具或主控设备进行配置和监控。
设备的参数设置和功能扩展可以通过SDO报文进行远程配置。
4. 网络管理：CANopen协议支持多种网络拓扑结构，包括主从结构、多主结构和对等结构等。
它提供了网络节点的自动发现、节点状态监测、网络同步和错误诊断等功能。
可以通过网络管理工具进行网络配置和监控。
现场总线CANopen与工业以太网总线知识概述
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PROFILE POSITION MODE(标准位置模式) HOMING MODE(回原点模式) INTERPOLATED POSITION MODE(插补位置模式) PROFILE VELOCITY MODE(标准速度模式) PROFILE TORQUE MODE(标准转矩模式) VELOCITY MODE(速度模式)
SDO报文格式
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现场总线CANopen与工业以太网总线EtherCAT
SDO报文格式
水现场总线CANopen与工业以太网总线EtherCAT *
SDO应用举例
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现场总线CANopen与工业以太网总线EtherCAT
预定义报文或者特殊功能对象
同步（SYNC） 时间标记对象（TimeStamp） 紧急事件（Emergency） 节点/寿命保护（Node/Life guarding）
➢ PDO通讯参数：包含哪个COB-ID将被PDO使用，传输类型 ，禁止时间和定时器周期
➢ PDO映射参数：包含一个对象字典中对象的列表，这些对象 映射到PDO里，包括它们的数据长度（in bits）。生产者和 消费者必须知道这个映射，以解释PDO内容
PDO消息的内容是预定义,映射应用对象到PDO中是在 设备对象字典中描述的。
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现场总线CANopen与工业以太网总线EtherCAT
CANopen概述
（6）可使用多种线缆和连接器； （7）数据通信可采用事件驱动、远程请求、 同步传输等多种方式； （8）采用心跳报文、节点保护、寿命保护等 多种设备监控方式，有利于节点之间的可靠通 信； （9）提供典型的预定义主/从连接组，最多可 支持127个节点； （10）提供很大的灵活性，应用非常广泛。
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,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。
而利用RS-485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差;其次,CAN总线通过CAN收发器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CAN L与物理总线相连,而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL端只能是低电平或悬浮状态。
西门子1200PLC常用的通信协议
CC-Link 最大传输速率10Mbps，传输距离100米 最大传输距离1200米，传输速率156kbps CC-Link是Control&Communication Link（控制与通信链路系统）的缩写，1996年11月，由三 菱电机为主导的多家公司推出，其增长势头迅猛，在亚洲占有较大份额，目前在欧洲和北美发展 迅速。在其系统中，可以将控制和信息数据同时以10Mbps高速传送至现场网络，具有性能卓越、 使用简单、应用广泛、节省成本等优点。其不仅解决了工业现场配线复杂的问题，同时具有优异 的抗噪性能和兼容性。CC-Link是一个以设备层为主的网络，同时也可覆盖较高层次的控制层和 较低层次的传感层。2005年7月CC-Link被中国国家标准委员会批准为中国国家标准指导性技术文 件。
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0～+24V
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CAN 最大传输速率1Mbps，传输距离40米 最大传输距离10000米，传输速率5kbps 控制器局域网（Controller Area Network，简称CAN）最初是德国Bosch公司于1983年为汽 车应用而开发的，一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络，属于现场总线（ FieldBus）的范畴。1993年11月，ISO正式颁布了控制器局域网CAN国际标准（ISO11898） ，为控制器局域网标准化、规范化推广铺平了道路。目前它已经成为国际上应用最广泛的开 放式现场总线之一。 CAN总线特点：具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点；采 用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中工作；具有优先权和仲裁功能， 多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上，形成多主机局部网络；可根据报文的ID决 定接收或屏蔽该报文；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；
楼宇自控系统通信协议
目前，在智能建筑领域，现场总线和通信协议主要有：（１）最初应用于工业控制领域的总线协议，如具有代表性的Ｐｒｏｆｉｂｕｓ总线、Ｌｏｎｗｏｒｋｓ总线、ＣＡＮ总线等；（２）专门针对智能建筑的总线和通信协议，如美国的ＢＡＣｎｅｔ和ＣＥＢｕｓ、欧洲的ＥＩＢ等。
本文就其中的ＢＡＣｎｅｔ作详细介绍。
目前，国际上采用较多的是BACnet和LonMark。
Johnson通讯协议1、LonMark2、N2OpenHoneywell通讯协议1、LonMark2、C-BUSSiemens通讯协议OPLC是一种集可编程控制器、操作面板、I/O功能于一体，通讯功能强大的微型PLC。
这里主要介绍 OPC 技术。
所谓 OPC 技术是指用于过程控制的对象链接与嵌入技术 ,或者简单地说它是一种数据交换与融合的软件技术 ,也是一种目前在国际上比较流行的软件集成技术。
从接口角度出发 , OPC 是一种设备服务器的标准接口, 能够提供即插即用的软、硬件组合。
OPC服务器提供的现场设备与应用软件之间的接口。
O DBC(Open Database Connectivity) 是"开放数据库互连"的简称,是一种使用SQL的应用程序接口(API)，是微软公司开放服务结构(WOSA，Windows Open Services Architecture)中有关数据库的一个组成部分，它建立了一组规范，并提供了一组对数据库访问的标准API（应用程序编程接口）。
这些API利用SQL来完成其大部分任务。
ODBC本身也提供了对SQL语言的支持，用户可以直接将SQL语句送给ODBC。
一个基于ODBC的应用程序对数据库的操作不依赖任何DBMS，不直接与DBMS打交道，所有的数据库操作由对应的DBMS的ODBC驱动程序完成。
也就是说，不论是FoxPro、Access还是Oracle数据库，均可用ODBC API进行访问。
由此可见，ODBC的最大优点是能以统一的方式处理所有的数据库，用它生成的程序与数据库或数据库引擎是无关的。
现场总线模块原理
现场总线模块原理
现场总线模块是现代自动化系统中常用的一种通信模块，它的作用是将不同的设备和组件连接并进行数据交换。
现场总线模块可以通过一根物理总线连接多个设备，并且这些设备可以双向通信，实现数据的传输和控制。
现场总线模块的工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 总线通信协议：现场总线模块通过一种特定的通信协议与其他设备进行通信。
这个通信协议定义了数据的格式和传输方式，确保各个设备之间的数据交换可靠和准确。
2. 数据传输：现场总线模块可以将控制命令、传感器数据、状态信息等数据传输到其他设备。
它会以一定的频率从传感器或其他设备读取数据，并将这些数据通过总线发送给其他设备。
3. 设备地址和识别：现场总线模块在通信过程中，需要知道要发送数据的设备或者接收数据的设备。
每个设备都有一个唯一的地址，通过这个地址，现场总线模块可以将数据准确地发送给对应的设备。
4. 主从节点：现场总线模块中，通常会存在一个主节点和多个从节点。
主节点负责控制总线上的数据传输和通信，而从节点则负责接收和处理主节点发送的数据。
总的来说，现场总线模块通过定义通信协议、进行数据传输、设置设备地址和识别、以及主从节点的工作模式，实现了多个
设备之间的数据交换和控制。
这种模块化的设计使得自动化系统更加灵活和可扩展，提高了系统的运行效率和可靠性。
工业通讯协议有哪些
工业通讯协议有哪些工业通讯协议是指在工业自动化领域中，用于实现设备之间数据通信的一种标准化协议。
它定义了通信的格式、规则和过程，使得不同厂商的设备能够相互通信和交换数据。
下面将介绍几种常见的工业通讯协议。
1. ModbusModbus是一种串行通信协议，最早由Modicon公司于1979年开发。
它是工业领域中最为常用的通讯协议之一，用于在不同设备之间传输数据。
Modbus协议简单易懂，支持多种物理层，如串口、以太网等。
它主要包括Modbus ASCII、Modbus RTU和Modbus TCP三种通讯方式。
2. ProfibusProfibus是一种基于现场总线技术的通讯协议，由施耐德电气公司、西门子公司等共同开发。
它广泛应用于工业自动化控制系统中，用于实现设备之间的数据交换。
Profibus提供了高速、可靠的数据传输，支持多种物理层，如RS-485、光纤等。
3. CANopenCANopen是一种基于CAN总线的通信协议，适用于工业自动化和机械控制领域。
它具有高实时性和可靠性，并且支持多种设备之间的互联。
CANopen协议提供了丰富的功能和灵活的配置选项，使得各种设备能够方便地进行数据交换和控制。
4. EtherNet/IPEtherNet/IP是一种基于以太网的工业通讯协议，由罗克韦尔自动化公司开发。
它结合了以太网和工业自动化的特点，提供了高速、实时的数据传输。
EtherNet/IP广泛应用于工业控制系统中，支持TCP/IP协议栈，使得设备之间能够方便地进行数据交换和远程监控。
5. OPC UAOPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture）是一种跨平台、独立于厂商的工业通讯协议。
它提供了统一的数据模型和安全机制，使得不同设备和系统能够方便地进行数据交换和集成。
OPC UA支持多种传输协议，如TCP/IP、HTTP等，适用于各种工业自动化场景。
工业上的几种通讯协议
工业上的几种通讯协议工业通信协议是指为工业控制系统中不同设备之间的通信提供标准化的规范和协议。
随着工业自动化技术的不断发展，工业通信协议也越来越多样化。
下面将介绍几种常见的工业通信协议。
1. ModbusModbus是一种串行通信协议，最初由施耐德电气公司于1979年开发。
它被广泛应用于工业自动化控制系统中，用于数字设备与控制设备之间的通信。
Modbus简单易懂，具有良好的兼容性和可扩展性。
2. ProfibusProfibus是一种现场总线通信协议，由德国的施耐德电气公司提出。
它采用了主从结构，可以同时连接多个设备，实现实时数据传输和控制。
Profibus分为DP（分布式配置）和PA（过程自动化）两种类型，分别适用于工厂自动化和过程自动化领域。
3. EtherNet/IPEtherNet/IP是一种基于以太网的工业通信协议，由美国罗克韦尔自动化公司提出。
它兼容标准以太网协议TCP/IP，并在其基础上增加了工业自动化领域所需的实时性和可靠性。
EtherNet/IP广泛应用于工业以太网中，支持横向和纵向集成，实现设备之间高效的数据交换。
4. CANopenCANopen是一种基于CAN总线的工业通信协议，由国际CANopen协会提出。
它主要应用于工控领域，支持多个设备之间的实时数据传输和控制。
CANopen具有高可靠性、实时性和可扩展性等特点，适用于复杂的工业自动化控制系统。
5. OPC（OLE for Process Control）OPC是一种基于微软OLE（对象链接和嵌入）技术的通信规范，用于实现不同厂家、不同设备之间的通信互联。
OPC协议提供了标准化的接口和数据传输格式，使得各种设备可以方便地共享数据和信息，实现集成化的工业控制系统。
以上只是工业通信协议中的几种常见类型，随着工业自动化的发展，新的通信协议不断涌现。
选择适合的通信协议应根据具体的应用需求和设备特点来决定，以确保工业控制系统的稳定运行和高效管理。
PROFIBUS现场总线由哪部分组成_PROFIBUS协议结构
PROFIBUS现场总线由哪部分组成_PROFIBUS协议结构PROFIBUS现场总线由哪部分组成PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。
广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他领域自动化。
PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP （Decentralized Periphery）、PROFIBUS-PA（Process Automation）、PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification）。
（1）PROFIBUS-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PROFIBUS-DP可取代24VDC或4-20mA信号传输。
主站和从站之间采用轮询的通讯方式，主要应用于自动化系统中单元级和现场级通信。
（2）PROFIBUS-PA：专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本征安全规范。
电源和通信数据通过总线并行传输，主要用于面向过程自动化系统中单元级和现场级通讯。
（3）PROFIBUS-FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络。
定义了主站和主站之间的通讯模型，主要用于自动化系统中系统级和车间级的过程数据交换。
PROFIBUS协议结构PROFIBUS协议结构是根据ISO7498国际准，以开放式系统互联网络（Open System Interconnection-SIO）作为参考模型的。
OSI模型是现场总线技术的基础。
对于工业控制底层网络来说，单个节点面向控制的信息量不大，信息传输的任务相对比较简单，但实时性、快速性的要求较高。
现场总线采用的通信模型大都在OSI模型的基础上进行了不同程度的简化。
（1）PROFIBUS-DP：定义了第1、2层和用户接口。
第3到7层未加描述。
用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能，并详细说明了各种不同PROFIBUS-DP 设备的设备行为。
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现场总线及通讯协议现场总线的现状和未来发展一、引言计算机控制系统的发展在经历了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以及集散控制系统（DCS）后，今后将朝着现场总线控制系统的方向发展。
现场总线(field bus)是指现场仪表和数字控制系统输入输出之间的全数字化、双向、多站的通讯系统。
二、现场总线的产生纵观控制系统的发展史，不难发现，每一代新的控制系统推出都是针对老一代控制系统存在的缺陷而给出的解决方案，最终在用户需求和市场竞争两大外因的推动下占领市场的主导地位，现场总线和现场总线控制系统的产生也不例外。
1、模拟仪表控制系统模拟仪表控制系统于六七十年代占主导地位。
其显著缺点是：模拟信号精度低，易受干扰。
2、集中式数字控制系统集中式数字控制系统于七八十年代占主导地位。
采用单片机、PLC、SLC 或微机作为控制器，控制器内部传输的是数字信号，因此克服了模拟仪表控制系统中模拟信号精度低的缺陷，提高了系统的抗干扰能力。
集中式数字控制系统的优点是易于根据全局情况进行控制计算和判断，在控制方式、控制机时的选择上可以统一调度和安排；不足的是，对控制器本身要求很高，必须具有足够的处理能力和极高的可靠性，当系统任务增加时，控制器的效率和可靠性将急剧下降。
3、集散控制系统（DCS）集散控制系统（DCS）于八、九十年代占主导地位。
其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，各上下位机之间用控制网络互连以实现相互之间的信息传递。
因此，这种分布式的控制系统体系结构有力地克服了集中式数字控制系统中对控制器处理能力和可靠性要求高的缺陷。
在集散控制系统中，分布式控制思想的实现正是得益于网络技术的发展和应用，遗憾的是，不同的DCS厂家为达到垄断经营的目的而对其控制通讯网络采用各自专用的封闭形式，不同厂家的DCS系统之间以及DCS与上层Intranet、Internet信息网络之间难以实现网络互连和信息共享，因此集散控制系统从该角度而言实质是一种封闭专用的、不具可互操作性的分布式控制系统且DCS造价昂贵。
在这种情况下，用户对网络控制系统提出了开放化和降低成本的迫切要求。
4、现场总线控制系统（FCS）FCS正是顺应以上潮流而诞生，它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。
因此，FCS实质是一种开放的、具可互操作性的、彻底分散的分布式控制系统，有望成为21世纪控制系统的主流产品。
三、现场总线及现场总线控制系统1、现场总线的概念现场总线是将自动化最底层的现场控制器和现场智能仪表设备互连的实时控制通讯网络，遵循ISO的OSI开放系统互连参考模型的全部或部分通讯协议。
FCS则是用开放的现场总线控制通讯网络将自动化最底层的现场控制器和现场智能仪表设备互连的实时网络控制系统2、现场总线与局域网的区别（1）按功能比较，现场总线连接自动化最底层的现场控制器和现场智能仪表设备，网线上传输的是小批量数据信息，如检测信息、状态信息、控制信息等，传输速率低，但实时性高。
简而言之，现场总线是一种实时控制网络。
局域网用于连接局域区域的各台计算机，网线上传输的是大批量的数字信息，如文本、声音、图像等，传输速率高，但不要求实时性。
从这个意义而言，局域网是一种高速信息网络。
（2）按实现方式比较现场总线可采用各种通讯介质，如双绞线、电力线、光纤、无线、红外线等，实现成本低。
局域网需要专用电缆，如同轴电缆、光纤等，实现成本高。
3、现场总线的特点在传统的DCS中，体现的是集中管理与分散控制的思想。
其结构体系可描述为“三站一线”，即工程师站、操作员站、I/O站和通信网络。
工程师站负责系统管理、控制组态、系统生成与下装；操作员站实现控制系统的控制操作、过程状态显示、历史数据的收集、报警状态显示以及趋势显示和报表生成打印等；现场I/O站实现各种信号的采集和处理、回路的运算和控制结果输出等；通信网络负责提供各种功能站之间的数据通信和联络。
现场总线的突出特点在于它克服了DCS系统中通信由封闭的专用网络系统实现中所产生的缺陷，把基于封闭专用的解决方案变成基于公开标准化的解决方案；同时把集中与分散相结合的DCS集散控制结构，变成新型的全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场，依靠现场智能设备本身实现基本控制功能。
现场总线的特点主要表现在以下几个方面：（1）以数字信号完全取代传统DCS的4～20mA模拟信号，且双向传输信号。
一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大为减少，连线设计与接头校对工作量也大为减少。
同时，通信总线延伸到现场传感器、变送器、控制器和伺服机构，操作人员在控制室就能实现主控系统对现场设备的在线监视、诊断、校验和参数整定, 从而提高了系统的精度、可监视性和抗干扰能力，节省了硬件数量与投资。
（2）相对于传统的DCS三层结构而言，现场总线在结构上只有现场设备和操作管理站两个层次，将传统DCS的I/O控制站并入现场智能设备，取消了I/O模件，现场仪表都是内装微处理器的，它们各自进行采样、A/D 转换、线性化或校正运算处理、报警判断以及控制算法功能等，输出的结果直接送到邻近的调节阀上，完全不需要经过控制室主控系统，从根本上改变了传统DCS集中与分散相结合的结构体系，实现了结构上的彻底分散。
（3）总线网络系统是开放的。
将系统集成的权力交给用户，用户可以按自己的需要和考虑，把来自不同供应商的产品组成规模各异的系统。
因而现场总线称为自动化领域的开放互连系统，其开放性和互操作性体现在可以用不同厂家的现场仪表去替换出现故障的另一厂家的现场仪表，更换后通信能够恢复正常，同时又可以查询新的现场仪表的自身信息。
四、现场总线的未来（1）能否出现全世界统一的现场总线标准（2）现场总线能否全面取代现时风靡世界的DCS系统。
五、现场总线的发展现状现场总线发展迅速，现处于群雄并起、百家争鸣的阶段。
目前已开发出有40多种现场总线，如Interbus、Bitbus、DeviceNet、MODbus、Arcnet、P-Net、FIP、ISP等，较流行的有5种，分别是FF、Profitbus、HART、CAN和LonWorks（性能对照见表1）表1 5种现场总线性能对照表在现场总线标准的研究制订过程中，出现过多种企业集团或组织，通过不断的竞争，到1994年在国际上基本上形成了两大阵营，一个以Fisher-Rosemount公司为首，联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制订的ISP协议；另一个以Honeywell公司为首，联合欧洲150家公司制订的World FIP协议。
这两大集团于1994年合并，成立现场总线基金会(Fieldbus Foundation,FF)，致力于开发国际上统一的现场总线协议。
FF的体系结构参照ISO/OSI模型的第1、2、7层协议，即物理层、数据链路层和应用层，另外增加了用户层。
FF提供两种物理标准：H1和H2。
H1为用于过程控制的低速总线，速率为31.25kbps,传输距离为200m、400m、1200m和1900m四种。
H2的传输速率可为1Mbps和2.5Mbps两种，其通信距离分别为750m和500m。
物理传输介质可支持双绞线、同轴电缆和光纤，协议符合IEC1158-2标准。
（2）Profibus现场总线它是作为德国国家标准和欧洲国家标准的现场总线标准。
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OSI模型的物理层、数据链路层。
分散化的外围设备(DP)型隐去了第3层至第7层，而增加了直接数据连接拟合作为用户接口；现场总线信息规范(FMS)型则只隐去第三至第六层，采用了应用层。
过程自动化(PA)型的标准目前还处于制定过程之中。
其最大传输速率为12Mbps,传输距离为100m和400m，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。
（3）LonWork(Local Operating Network局部操作网)现场总线它是由美国Echelon公司于1990年正式推出的。
它采用ISO/OSI模型的全部7层协议，采用了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，其最大传输速率为1.5Mbps,传输距离为2700m，传输介质可以是双绞线、光缆、射频、红外线和电力线等。
采用的LonTalk 协议被封装在Neuron芯片中，内含三个8位微处理器，一个负责介质访问控制，一个负责网络处理，一个负责应用处理。
（4）控制局域网(Control Area Network，CAN)控制网络最早由德国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。
CAN结构模型取ISO/OSI模型的第1、2、7层协议，即物理层、数据链路层和应用层。
通信速率最高可达1Mbps，通信距离最远可达10000m。
物理传输介质可支持双绞线，最多可挂接设备110个。
CAN在我国的应用较早，我国华控技术公司基于CAN协议开发了SDS智能分布式系统；和利时公司开发的HS2000系统的内部网络就是应用CAN［3］。
（5）HART（Highway Addressable Remote Tranducer可寻址远程传感器数据通路）美国Rosemount公司1989年推出，主要应用于智能变送器。
HART为一过渡性标准，它通过在4-20mA电源信号线上叠加不同频率的正弦波（2200HZ表“0”，1200HZ表“1”）来传送数字信号，从而保证了数字系统和传统模拟系统的兼容性，其数字通信由于采用调制/解调方式，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的竞争力，得到了较快的发展。
预计其生命周期为最近20年。
HART通讯协议简介HART(Highway Addressable Remote Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国Rosement公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经过10多年的发展，HART技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。
HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯，数据传输率为1.2Mbps。
由于FSK信号的平均值为0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。