工业现场总线协议解析

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工业自动化中的网络通信协议

工业自动化中的网络通信协议工业自动化是指利用各种技术手段对工厂或生产线上的各种生产过程进行自动控制和管理的技术体系。

在现代工业生产中，网络通信协议在实现工业自动化过程中起着至关重要的作用。

本文将介绍几种常见的工业自动化中使用的网络通信协议。

一、Modbus协议Modbus是一种经典的串行通信协议，被广泛应用于工业自动化领域。

它采用主从结构，通过串口传输数据，将上位机（主站）与下位机（从站）进行连接。

Modbus协议简单易用，适用于控制器之间的通信，如PLC、仪器设备等，具有广泛的兼容性和可扩展性。

二、Profibus协议Profibus是一种常用的工业现场总线通信协议，用于实现自动化系统中各种设备的通信。

它支持多种传输介质，包括RS485、光纤等，适用于不同的工业环境。

Profibus协议具有高速传输、实时性能好等特点，广泛应用于工厂自动化和过程自动化领域。

三、Ethernet/IP协议Ethernet/IP是一种工业以太网通信协议，基于标准的以太网技术，使得工业设备可以通过以太网进行连接和通信。

它支持TCP/IP协议，能够实现工业设备与企业内部网络的集成，为工业自动化提供了更高的灵活性和通用性。

四、CAN协议CAN（Controller Area Network）是一种广泛应用于汽车电子和工业自动化领域的通信协议。

CAN协议采用差分信号传输，具有抗干扰性强、可靠性高等特点。

它适用于多节点分布式控制系统，可以实现设备之间的快速、可靠的通信。

五、Profinet协议Profinet是一种以太网通信协议，是Profibus的以太网扩展。

Profinet协议利用以太网实现工业自动化设备的通信和集成，支持实时通信和无线通信，适用于复杂的工业自动化系统。

六、DeviceNet协议DeviceNet是一种CIP（Common Industrial Protocol）上的一种现场总线通信协议，常用于工业自动化设备的通信。

现场总线技术第4章通用工业协议CIP 现场总线技术及其应用教学课件

DeviceNet Physical
Layer
ControlNet Physical Layer
Ethernet physical
Layer
Future
ATM, Firewire USB, Blue Tooth, etc.
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CIP
This is Ethernet/IP
(IP stands for Industrial Protocol)
2020/3/19
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4.2 CIP的特点----报文
I/O报文（I/O Message） –在本质上是隐性的，因而有时也称为隐式报文（Implicit Message），它的数据域中常不包括协议信息，仅仅是实时的I/O控制数据，这些数据的含义是预定义的。因而在节点中对处理这些数据所需的时间大大减小。 –为解释这种类型的报文而必须引入的附加量 (overhead)小，数据短，使用频率一致，并且需要高的性能：对I/O报文传送的可靠性，送达时间的确定性及可重复性有很高的要求。 –过去，用于I/O控制的网络不能处理发送显性报文时在发送数据的时间及报文尺寸上的不定性因素。控制设备提供商不得不使用不同的网络来管理这两种不同报文类型的不同要求。西门子的 Profibus FMS/ProfibusDP网络就是这种情况的表现。
Future?
ATM, Firewire USB, Blue Tooth, etc.
9
This is DeviceNet
User Layer
Application Layer
Transport and Data Link Layer
Physical Layer
2020/3/19
CIP

CAN协议规范解析

CAN协议规范解析CAN（Controller Area Network，控制器局域网）是一种高性能、实时性强、可靠性高的现场总线通信协议。

它最初是由德国Bosch公司为汽车电子系统开发的，现已广泛应用于汽车、工业自动化、电力系统等领域。

CAN协议规范完整，包括物理层、数据链路层、网络层和应用层。

1.物理层CAN协议的物理层使用两根信号线CAN_H和CAN_L构成差分传输线路。

CAN_H线接收高电平信号，CAN_L线接收低电平信号，通过这种方式实现数据的传递和接收。

这种差分传输方式具有抗干扰能力强、传输距离远等优点。

物理层还包括传输速率的定义，CAN协议支持多种传输速率，常用的有1 Mbps、500 kbps、250 kbps、125 kbps等。

选择不同的传输速率可以根据实际需求进行配置。

2.数据链路层数据链路层主要负责将上层应用发送的数据封装成CAN帧，并在总线上进行传输。

CAN帧由以下四个部分组成：起始位（SOF）、标识符（ID）、数据域（Data）和CRC校验码。

起始位用于同步接收方的时钟，标识符用于区分不同的数据帧，数据域用于传输应用数据，CRC校验码用于检测数据的传输错误。

CAN协议支持标准帧和扩展帧两种类型的数据帧，标识符的长度不同，标准帧为11位，扩展帧为29位。

扩展帧可以提供更多的ID范围，适用于大规模网络通信。

数据链路层还包括数据帧的发送和接收机制。

CAN协议采用一种优先级机制，不同的数据帧有不同的优先级，优先级高的数据帧可以打断正在传输的低优先级数据帧。

这种机制能够保证高优先级数据的实时性和可靠性。

3.网络层网络层主要负责CAN网络中节点之间的通信，包括数据的路由和过滤。

CAN网络支持多个节点的连接，节点之间可以通过总线进行双向通信。

每个节点可以发送和接收数据帧，通过标识符来区分不同节点的数据帧。

网络层还包括数据的过滤和控制，可以根据接收节点的ID进行过滤，只接收符合条件的数据帧。

现场总线的协议组成结构及其工作原理

现场总线的协议组成结构及其工作原理
现场总线（Fieldbus）是一种用于现场设备、传感器和执行器
连接的数字通信网络。

它允许现场设备与控制系统进行数据交换和通信，实现自动化系统的远程监控和控制。

现场总线的协议组成结构通常包括：
1. 物理层：现场总线协议的物理层包括了传输介质（如电缆）、连接器和传输速率等，用于传输数据和提供电源等功能。

2. 数据链路层：数据链路层负责数据的传输和错误检测纠正。

它将上层应用数据分成较小的数据包，添加控制信息（如地址、校验等）并将其发送到总线上。

3. 应用层：应用层定义了数据的格式和标准，控制设备之间的通信和交互。

它定义了现场设备和控制系统间的通信协议、数据结构和消息格式等。

现场总线的工作原理如下：
1. 现场设备连接到总线：现场设备（如传感器、执行器等）通过物理层将自己连接到现场总线上，允许其与其他设备进行通信。

2. 控制系统与现场总线连接：控制系统通过总线接口连接到现场总线上，可以监控和控制现场设备。

3. 数据交换：现场设备通过总线发送数据到控制系统，并从控制系统接收指令和配置信息。

控制系统可以实时地监测现场设备的状态，并进行数据采集和控制。

4. 数据处理：控制系统接收到现场设备发送的数据后，进行处理和分析，将结果提供给操作人员进行监控和决策。

总之，现场总线的协议结构和工作原理允许现场设备与控制系统之间进行数字通信和数据交换，实现自动化系统的监测和控制。

它提供了一种高效、可靠的方式来集成和管理现场设备，提高了自动化系统的可靠性和灵活性。

(完整版)DeviceNet现场总线协议讲解

DeviceNet 现场总线协议讲解Devicenet 简介: DeviceNet 是由美国Rockwell 公司在CAN 基础上推出的一种低成本的通信链接，是一种低端网络系统。

它将基本工业设备连接到网络，从而避免了昂贵和繁琐的硬接线。

DeviceNet 是一种简单的网络解决方案，在提供多供货商同类部件间的可互换性的同量，减少了配线和安装工业自动化设备的成本和时间。

DeviceNet 的直接互连性不仅改善了设备间的通信，而且同时提供了相当重要的设备级诊断功能。

现场总线系统的结构和技术特点1. 现场总线的历史和发展现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的。

随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格的急剧下降，计算机与计算机网络系统得到迅速发展，而处于生产过程底层的测控自动化系统，采用一对一联机，用电压、电流的模拟信号进行测量控制，或采用自封闭式的集散系统，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、造价低廉的通讯系统，形成工厂底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通讯，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实际需求的驱动下应运产生的。

它作为过程自动化、制造自动化、楼宇、交通等领域现场智能设备之间的互连通信网络，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创造了条件。

由于标准实质上并未统一，所以对现场总线的定义也是各有各的定义。

下面给出的是现场总线的两种有代表性的定义。

（l） ISA SP50 中对现场总线的定义。

现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了过程控制领域的基本控制设备（即场地级设备）之间以及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。

这里的现场设备指最底层的控制监测、执行和计算设备，包括传感器、控制器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪表产品。

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。

现场总线协议

现场总线协议现场总线协议（Fieldbus Protocol）是工业自动化领域中用于现场设备之间通信的一种协议标准。

它通过数字通信技术将现场设备（如传感器、执行器、控制器等）连接到控制系统，实现设备之间的数据交换和控制指令传输。

现场总线协议的应用可以大大简化工业自动化系统的布线结构，提高系统的可靠性和灵活性，降低成本和维护工作量，因此在工业自动化领域得到了广泛的应用。

现场总线协议的发展历程可以追溯到20世纪80年代初。

当时，工业自动化系统中的现场设备通常采用模拟信号进行通信，系统的布线结构复杂，维护困难，而且受到环境干扰的影响较大。

为了解决这些问题，工业界开始研究开发数字通信技术，并逐步形成了现场总线协议标准。

经过多年的发展，现场总线协议已经成为工业自动化领域中设备通信的主流技术。

现场总线协议的特点之一是支持多种通信介质和拓扑结构。

它可以通过不同的物理介质（如双绞线、光纤、无线等）进行通信，并且可以采用总线、星型、环型等不同的拓扑结构。

这使得现场总线协议可以适应不同的工业场景，满足不同的通信需求。

另一个特点是支持多种通信协议和数据格式。

现场总线协议可以适配不同的通信协议（如Modbus、Profibus、CANopen等），并且可以传输不同类型的数据（如模拟量、数字量、文本等）。

这使得现场总线协议可以与各种现场设备进行兼容，实现设备之间的互联互通。

除此之外，现场总线协议还具有高可靠性和实时性。

它采用了多种技术手段（如冗余通信、数据校验、错误纠正等）来保障通信的可靠性，同时通过优化通信协议和数据传输方式，实现了毫秒级甚至微秒级的实时通信。

这使得现场总线协议可以满足工业自动化系统对通信速度和可靠性的严格要求。

总的来说，现场总线协议作为工业自动化领域中设备通信的重要技术，具有广泛的应用前景。

随着工业自动化系统对通信技术的不断需求和发展，现场总线协议将继续发挥重要作用，推动工业自动化领域的进步和发展。

现场总线的名词解释

现场总线的名词解释现场总线（Fieldbus）作为一种先进的工控技术，已经在工业自动化领域中得到广泛应用。

它是一种能够在现场仪器设备之间进行实时通信和数据交换的数字通信协议，使得设备与控制系统之间能够高效地交换信息，实现更加灵活和智能的自动化控制。

那么，什么是现场总线呢？在工业自动化领域，现场总线是指一种将工厂现场的仪器、传感器和执行机构与控制系统之间建立起连续的数字通信网络。

它是通过一条或多条总线来连接不同的设备，实现数据的传输和控制指令的交换。

现场总线的出现使得设备之间能够直接通信，不再需要通过传统的模拟信号进行中转，大大简化了工业自动化系统的设计和布线。

同时，现场总线还具有高实时性、可靠性和扩展性的特点，能够满足不同工艺过程的需求。

现场总线技术包括了多种协议和标准，例如Profibus、DeviceNet、CANopen等，每种都有其特定的应用场景和功能。

这些协议采用了分布式控制的思想，将控制系统分布到各个设备之间，实现了更加灵活和可靠的控制方式。

通过现场总线，各个设备之间能够实现数据的共享和交换，从而大大提高了生产效率和质量。

例如，在一个工厂的生产线上，通过现场总线可以实现对不同设备的监控和控制，及时获取设备的状态和生产数据，从而进行合理调度和优化生产过程。

此外，现场总线还能够实现设备的智能化和远程诊断。

通过现场总线，设备与控制系统之间能够进行实时数据的交换和处理，设备可以根据控制系统的指令进行自主操作，实现更加智能化的控制。

同时，控制系统还可以通过现场总线对设备进行远程诊断和维护，及时发现和解决故障，提高生产线的可靠性。

现场总线作为一种重要的工控技术，正在得到越来越广泛的应用。

它已经成为现代工业自动化领域的标准之一，不仅在制造业、能源行业等传统行业中得到应用，也在新兴领域如物联网和智能城市中发挥着重要作用。

随着技术的不断发展，现场总线将持续演进，为工业自动化领域带来更多的创新和发展。

总结起来，现场总线是一种能够在工业自动化领域中进行实时通信和数据交换的数字通信协议。

工业控制网络(现场总线)

3.3.1 总线经典电平
3.3.1 总线经典电平
3.3.1 总线经典电平
3.3.1 总线经典电平
3.3.2 LLC子层和MAC子层
LLC子层旳主要功能：接受过滤是指LLC子层经过对报文整个标识符或部分标识符旳屏蔽/筛选来决定是否接受报文；超载告知是指在发生超载条件时，LLC子层发送超载帧以示通告，从而延迟下一种数据帧或远程帧；恢复管理是指在发送期间，对于丢失仲裁旳或已损旳报文，LLC子层具有自动重发旳功能。
3.2.2.1 CAN节点旳分层构造
3.2.2.2 帧格式和帧类型
1．数据帧数据帧由7个不同旳位场构成：帧起始、
仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场、帧结束
3.2.2.2 帧格式和帧类型
3.2.2.2 帧格式和帧类型
3.2.2.2 帧格式和帧类型
2．远程帧 3．错误帧 4．超载帧 5．帧间空间
3.2.1.4 错误类型和界定
➢填充错误(Stuff Error) 在应使用位填充措施进行编码旳报文中，
出现了第6个连续相同旳位电平时，将检出一种填充错误。
3.2.1.4 错误类型和界定
➢CRC错误(CRC Error) CRC序列是由发送器完毕旳CRC计算成果
构成旳。接受器以与发送器相同旳措施计算 CRC。假如计算成果与接受到旳CRC序列不相同，则检出一种CRC错误。
变沿（和在低位速率旳情况下，选择旳“显性”至“隐性”旳跳变沿）都将被用于重同步。
3.2.1.6 CAN振荡器容差旳提升
为使振荡器容差最大值由目前旳0.5%提升到 1.5%，并与目前CAN指标向前兼容，CAN2.0进行了下列修正：
1.若一种CAN节点在间歇场旳第3位采样到一种显性位，则它将此位了解为帧起始位；

三种现场总线协议标准的名字

三种现场总线协议标准的名字在工业自动化领域，现场总线协议标准扮演着重要的角色。

目前，有三种主要的现场总线协议标准，它们分别是PROFIBUS、INTERBUS 和POWERLINK。

下面将对这三种现场总线协议标准进行详细的介绍。

一、PROFIBUSPROFIBUS是一种广泛应用于工业自动化领域的现场总线协议标准。

它是由德国国家标准委员会在1987年制定的一种开放式现场总线标准。

PROFIBUS具有传输速度快、稳定性高、兼容性好等特点，被广泛应用于机械制造、汽车制造、化工等领域。

PROFIBUS有两种类型：PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA。

其中，PROFIBUS-DP是一种用于数字通信的现场总线协议标准，主要应用于工业控制系统中，可以实现对设备的高速数据传输和控制。

而PROFIBUS-PA则是专为过程自动化设计的一种现场总线协议标准，具有高抗干扰能力和高可靠性，适用于化工、石油等行业的生产过程中。

二、INTERBUSINTERBUS是一种由Honeywell公司开发的现场总线协议标准。

它采用了环形拓扑结构，使得数据传输更加稳定和可靠。

INTERBUS 支持多种传输速率，最高可达12Mbps，同时支持多种传输介质，如光纤、同轴电缆等。

INTERBUS还具有强大的功能，可以满足各种工业控制系统的需求。

INTERBUS的主要特点包括：高可靠性、高稳定性、支持多种传输介质和传输速率、支持远程诊断和维护等。

INTERBUS被广泛应用于汽车制造、石油化工、航空航天等领域。

三、POWERLINKPOWERLINK是由Beckhoff公司开发的一种现场总线协议标准。

它采用了以太网为基础，具有高速、高可靠性、高灵活性等特点。

POWERLINK支持实时通信和远程控制，可以实现对设备的高速数据传输和控制。

POWERLINK的主要特点包括：高速传输、高可靠性、高灵活性、支持实时通信和远程控制等。

POWERLINK被广泛应用于工业自动化领域，如数控机床、机器人、电子设备制造等。

现场总线与工业以太网总线知识概述

现场总线与工业以太网总线知识概述1. 简介现场总线和工业以太网总线是现代工业自动化中常用的通信协议，用于实现工业设备之间的数据交换和联网。

本文将对现场总线和工业以太网总线的基本概念、特点、应用、优缺点等进行概述。

2. 现场总线概述2.1 定义现场总线是一种用于工业现场设备之间数据交换和通信的网络协议，它通过将控制和信号传输集成到一根通信线上，实现设备的多对多通信。

2.2 特点•高可靠性：现场总线具有高抗干扰性和冗余技术，能够保证数据的可靠传输。

•简化布线：现场总线使用单根通信线连接多个设备，减少布线工作量。

•实时性强：现场总线能够实现实时数据交换和控制，满足工业自动化的要求。

•易于扩展：现场总线支持设备的插拔，方便系统的扩展和维护。

2.3 应用现场总线广泛应用于工业自动化领域，用于实现工业控制系统中各个设备之间的通信和数据交换。

常见的现场总线协议有Profibus、DeviceNet、Modbus等。

3. 工业以太网总线概述3.1 定义工业以太网总线是基于以太网技术的通信协议，用于实现工业现场设备之间的高速数据交换和通信。

3.2 特点•高带宽：工业以太网总线支持高速数据传输，满足对数据通信速度要求较高的应用场景。

•灵活可靠：工业以太网总线支持灵活的拓扑结构和冗余技术，能够满足复杂工业环境中的通信需求。

•开放性强：工业以太网总线基于标准以太网协议，具备良好的兼容性和互操作性。

•易于集成：工业以太网总线可以与现有的以太网设备和IT系统进行无缝集成。

3.3 应用工业以太网总线在工业自动化领域得到广泛应用，特别是在大规模工业控制系统中。

常见的工业以太网总线协议有Ethernet/IP、Profinet、EtherCAT等。

4. 现场总线与工业以太网总线的比较4.1 网络结构现场总线采用集线器或总线控制器连接多个设备，形成总线型拓扑结构；而工业以太网总线通常采用交换机连接设备，形成星型或树型拓扑结构。

4.2 通信速度工业以太网总线的通信速度较快，可达到千兆位级别，适用于对通信速度要求较高的场景；而现场总线的通信速度较慢，一般在10M或100M的范围内。

工业现场总线的概念

工业现场总线的概念工业现场总线的概念工业现场总线是指用于工业自动化领域中不同设备之间进行数据通信的一种通信协议。

它提供了一种统一的标准接口和通信协议，使得各种设备能够方便地进行数据交换和通信。

总线的定义总线是指在多个设备之间传输信息的一种通信方式。

它将多个设备连接在一条线上，通过这条线进行数据传输。

在工业现场，总线通常用于连接各种传感器、执行器、控制器等设备。

工业现场总线的优点•简化系统结构：工业现场总线能够将不同设备通过一条总线连接起来，避免了复杂的布线结构，减少了硬件成本和维护难度。

•提高设备之间的互操作性：工业现场总线定义了统一的通信协议和数据格式，使得不同厂家生产的设备可以进行有效的数据交换和通信。

•实时性能好：工业现场总线通常采用高速传输协议，可以实现实时性要求高的应用场景，如工业控制系统。

常用的工业现场总线协议1. ModbusModbus是一种常用的工业现场总线通信协议，广泛应用于工业自动化领域。

它采用了客户-服务器的通信模型，支持RS485、TCP/IP等传输介质，具有简单易用、开放性强的特点。

2. ProfibusProfibus是一种德国工业自动化领域常用的工业现场总线协议，被广泛应用于工业自动化设备之间的数据通信。

它支持RS485、光纤等传输介质，具有高速传输、可靠性高的特点。

3. Ethernet/IPEthernet/IP是一种基于以太网的工业现场总线协议，它结合了工业自动化领域的实时性要求和以太网的高带宽优势。

它采用了CIP （Common Industrial Protocol）作为通信协议，可以在以太网上实现实时性能好的数据通信。

4. CANopenCANopen是一种基于CAN总线的工业现场总线协议，主要应用于工业自动化领域中的灵活自动化系统。

它具有高实时性、可靠性强、支持多设备连接等特点。

结论工业现场总线是工业自动化领域中设备之间进行数据通信的一种重要方式。

它通过定义统一的通信协议和数据格式，实现了不同设备之间的互操作性和数据交换。

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。

现场总线第四章HART通信协议-图

现场 hart通信协议的组成 • hart通信协议的工作原理 • hart通信协议的应用实例 • hart通信协议的发展趋势和未来
展望
01
hart通信协议概述
hart通信协议的定义
总结词
hart通信协议是一种用于工业自动化的通信协议，它使用无线信号传输数据，支持多种数据传输速率和通信距离。
hart通信协议的技术发展趋势
无线通信技术融合
随着无线通信技术的发展，Hart通信协议正逐步实现与其他无线通信技术的融合，以提高现场总线的无线化程度和通信效率。
安全性增强
随着工业网络安全问题的日益突出，Hart通信协议正在加强安全机制的研究和应用，以提高系统的安全性。
智能化发展
随着物联网、云计算等技术的发展，Hart通信协议正朝着智能化方向发展，以实现更高级别的自动化和智能化。
hart通信协议的未来展望
更广泛的应用领域
01
随着工业自动化程度的不断提高，Hart通信协议有望在更多领
域得到应用，如智能家居、智能交通等。
更高级别的自动化和智能化
02
随着物联网、云计算等技术的发展，Hart通信协议有望实现更
高级别的自动化和智能化功能。
更完善的安全机制
03
随着网络安全问题的日益突出，Hart通信协议有望在未来推出
详细描述
hart通信协议是一种专为工业现场设备之间的通信而设计的协议。它使用无线信号传输数据，使得设备之间的连接更加灵活，无需布线。hart通信协议支持多种数据传输速率和通信距离，以满足不同工业应用的需求。
hart通信协议的特点
总结词
hart通信协议具有可靠性高、实时性强、互操作性好的特点。
详细描述
要点一

现场总线技术总结

现场总线技术总结1. 引言现场总线（Fieldbus）技术是工业自动化领域中的一种常用通信协议，用于在现场设备与上位机之间进行数据和信号的传输。

它可以代替传统的模拟信号传输方法，提供更高的数据传输速率和更可靠的通信。

本文将对现场总线技术进行总结和分析，包括现场总线的基本原理、应用领域、优势和不足以及发展趋势等方面，以期帮助读者深入了解并合理应用现场总线技术。

2. 现场总线的基本原理现场总线是一种串行通信协议，采用主从结构，主要由主站和从站组成。

主站负责控制通信过程，发送和接收数据；从站负责响应主站的指令，并提供相应的数据。

现场总线技术采用数字信号传输，将传感器、执行器等现场设备的信号模拟量或数字量转换为数字信号，通过总线传输到上位机进行处理。

主站通过发送不同的指令和控制报文来实现与从站之间的通信。

3. 现场总线的应用领域现场总线技术广泛应用于工业自动化领域，包括但不限于以下几个方面：3.1 工厂自动化在工厂自动化控制系统中，现场总线技术可以实现对各类传感器和执行器的集中管理和监控。

通过现场总线，主站可以实时获取从站的数据，实现对生产线的实时控制和调度。

3.2 过程控制现场总线技术在化工、电力、石油等行业的过程控制系统中得到广泛应用。

传感器和执行器通过现场总线与上位机进行通信，实现对工艺过程的监测和控制，提高生产效率和质量。

3.3 智能建筑现场总线技术也可应用于智能建筑系统中。

通过现场总线，可以实现对灯光、空调、安防等各类设备的集中管理和控制，提高能源利用效率和生活舒适度。

4. 现场总线技术的优势和不足4.1 优势•高可靠性：现场总线技术采用数字信号传输，具有较强的抗干扰能力和可靠性，能够在复杂的工业环境中稳定运行。

•高灵活性：现场总线可以方便地集成各类传感器和执行器，并实现与上位机之间的数据传输，提供了灵活的系统扩展和升级能力。

•降低成本：通过使用现场总线，可以减少布线和设备成本，简化系统结构和维护工作，降低了整体的工程成本。

完整版工业自动化领域各种总线协议规范接口

完整版工业自动化领域各种总线协议规范接口工业自动化领域的总线协议规范接口是实现设备之间数据通信的关键技术。

在工业自动化系统中，各种设备（如PLC、传感器、执行器等）需要通过总线协议进行数据交换，以实现自动化控制和监测。

本文将详细介绍工业自动化领域常见的几种总线协议规范接口。

一、Modbus协议Modbus是一种串行通信协议，广泛应用于工业自动化领域。

它具有简单、开放、易于实现的特点，能够实现不同设备之间的数据传输。

Modbus协议定义了一种主从结构的通信方式，主设备通过读写从设备的寄存器来实现数据交换。

该协议支持不同的物理介质，如串口、以太网等。

二、Profibus协议Profibus是一种用于工业自动化领域的现场总线协议。

它分为DP（分布式式）和PA（过程自动化）两种类型。

DP用于工厂自动化，PA用于过程自动化。

Profibus协议采用主从结构，主设备负责控制和配置从设备。

它支持高速数据传输和实时通信，并具有高可靠性和灵便性的特点。

三、CAN（Controller Area Network）总线CAN总线是一种广泛应用于汽车和工业控制领域的串行通信协议。

它采用主从结构，支持多主设备同时工作。

CAN总线具有高可靠性、抗干扰能力强、实时性好的特点。

它适合于多节点、分布式控制系统，能够实现设备之间的快速数据传输和实时通信。

四、Ethernet/IP协议Ethernet/IP是一种基于以太网的工业自动化通信协议。

它采用TCP/IP协议作为传输层，支持实时和非实时通信。

Ethernet/IP协议具有高带宽、高可靠性和灵便性的特点，适合于大规模工业自动化系统。

它能够实现设备之间的快速数据交换和远程监测。

五、Profinet协议Profinet是一种基于以太网的工业自动化通信协议。

它具有高速、实时和可靠的特点，适合于各种工业自动化应用场景。

Profinet协议支持多种通信方式，如RT （实时）、IRT（异步实时）和NRT（非实时）。

现场总线协议有哪些_工业现场的总线协议

现场总线协议有哪些_工业现场的总线协议现场总线协议有哪些_工业现场的总线协议工业网络通常采用现场总线协议，通过实时和可靠的分布式控制功能来连接生产车间中的仪器仪表和机械设备，比较容易并且可靠的控制所实现的系统。

现场总线标准应用非常广泛，大量已经安装的设备都采用了现场总线。

但是，大部分这些现场总线标准都是基于(已有的)串行通信协议标准(与RS485或者RS232相似)，没有充分发挥应用广泛的以太网技术的优势。

随着系统复杂程度的增加，大部分现场总线难以满足平台通用性和系统性能的要求。

这促使设备生产商转向采用基于以太网的通信技术，实现高性能、低成本和很好的通用性。

很多现场总线标准都已经集成到工业以太网协议中，采用很少的控制功能，实现实时通信和工业互联，同时保护了在现场总线软件和已有设备上的投入。

表1列出了几种流行的(串行)现场总线协议，以及对应的以太网工业协议。

CANopen控制区域网(CAN)是一种广播、差分串行总线标准，工作在干扰较大的电力机械(噪声)环境中。

CANopen建立在自动化应用CAN(例如，数据链路层和物理层)基础上，能够实现百分之百的数据完整性，而采用以太网无法满足这一要求。

DeviceNet/ControlNet(CIP)DeviceNet是设备级网络，为工业自动化提供可靠、高效的数据处理功能。

ControlNet是一种实时、确定性、可重构的控制层网络，适用于数据和消息的高速传送。

DeviceNet和ControlNet的应用层基于公共工业协议(CIP)层，它也用于Ethernet/IP中。

这些协议目前由独立开放设备供应商协会(ODVA)管理。

LonWorksLonWorks是用于开发照明和HVAC等自动化/控制应用的流行协议标准。

LonWorks网络设备可使用各种介质，包括双绞线、电源线、以太网、光纤和RF等。

Modbus-RTUModbus是为可编程逻辑控制器(PLC)应用开发的免版税开放串行通信协议。

现场总线的原理

现场总线的原理
现场总线是一种用于数据通信的串行通信协议，常用于工业自动化系统中。

其原理是通过单一的总线连接多个设备，实现设备间的数据交换和通信。

在现场总线中，各个设备都被分配一个唯一的地址，通过总线进行数据传输。

发送设备将数据打包成数据帧，然后通过总线发送给接收设备。

接收设备通过识别数据帧中的地址，确定是否接收该数据。

如果接收设备的地址与数据帧的目标地址匹配，则接收设备可以读取数据，反之则忽略该数据。

为了保证数据传输的可靠性，在现场总线中通常采用校验机制，如循环冗余校验（CRC）。

发送设备在发送数据帧之前，会
对数据进行校验生成校验码，并将校验码附加在数据帧中。

接收设备在接收到数据帧后，会对接收到的数据进行校验，如果校验失败，则说明数据传输发生错误，需要重新发送。

此外，现场总线还可以支持多主机的操作。

每个设备都可以在总线上发送数据，但是在同一时间只有一个设备可以控制总线。

设备之间通过冲突检测机制来避免同时发送数据引起的冲突。

总的来说，现场总线的原理是通过统一的总线连接多个设备，实现设备之间的数据交换和通信。

通过地址识别、校验机制和冲突检测等技术手段，实现了数据的可靠传输和多设备的并行操作。

工业总线协议

工业总线协议引言工业总线协议在现代工业自动化系统中起着至关重要的作用。

它是一种用于在工业环境中进行设备与设备之间通信的标准化协议。

本文将介绍工业总线协议的定义、分类、特点以及应用领域。

定义工业总线协议是一种用于在工业控制系统中进行通信的协议。

它提供了一种可靠且高效的通信方式，用于将各种设备连接在一起并实现数据传输。

这些设备包括传感器、执行器、控制器等，在工业自动化系统中起到关键作用。

分类工业总线协议可以根据其通信方式和传输介质的不同进行分类。

常见的工业总线协议有以下几种：1. CAN总线CAN（Controller Area Network）总线是一种常用于汽车电子和工业领域的串行通信总线。

它采用两线制的方式进行数据传输，并具有高可靠性和实时性的特点。

CAN总线广泛应用于汽车电子、工厂自动化、仪器仪表等领域。

2. ProfibusProfibus（Process Field Bus）是一种用于工业自动化领域的串行通信协议。

它被广泛应用于控制系统、传感器和执行器之间的数据交换。

Profibus具有高速、可靠和灵活性的特点，适用于各种各样的工厂环境。

3. ModbusModbus是一种常用的工业通信协议，用于工厂自动化系统中的设备间通信。

Modbus协议基于串行通信方式，并具有简单、易于实现和跨平台等优点。

它被广泛应用于监控系统、PLC、仪器仪表和数据采集等设备之间的通信。

4. Ethernet/IPEthernet/IP是基于以太网的工业通信协议，用于在设备之间传输数据。

它采用标准以太网技术，并支持TCP/IP协议栈。

Ethernet/IP广泛应用于自动化控制系统、机器人系统和工业网络等领域。

5. ProfinetProfinet是一种用于工业自动化领域的以太网通信协议。

它支持实时通信和传输大量数据，适用于高性能和复杂的自动化系统。

Profinet被广泛应用于自动化设备、机器人系统和工艺控制等领域。

工业控制网络(场总线)——DEVICENET信息协议

说明，
明。
当一个显式报文被接收时，此报文头中的MAC ID区即被检验。若这些检测中的任一个失败，则此报文被废弃。
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4.3.1.2 报文体
一个报文体包含一个服务区和服务特有论据。
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4.3.1.2 报文体
服务区内容： ➢服务代码 (Service Code) -此数值在服务区字节的低7位中被说明。它表明发送服务的类型。 ➢R/R （ Request/Response ） - 服务区中的最高位。它的值决定了一个报文是请求报文还是响应报文。
工业控制网络（现场总线）
4.3. DeviceNet信息协议
本节阐述位于CAN数据场内部用于显式报文和I/O报文的协议信息。主要内容包括： 4.3.1 显式信息 4.3.2 输入输出信息 4.3.3 分段/重组 4.3.4 重复MAC ID检测协议
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4.3.1 显式信息
➢ R/R位（0）-表明这是一个请求报文。
➢
服务代码接服务。
(4Bh)-标
识此
为一
个开
放显
式信
息连
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4.3.1.4 UCMM服务
论据：
➢ 保留位-待被开发。这些位当前被接收器忽略，并应被发送器设置为0。
➢ 请求报文体格式-此区被客户机用于随后在此连接上发送的显式报文申请一个特定的报文体格式。
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4.3.1.4 UCMM服务
这些服务是通过使用组3报文中定义的未连接显式请求和响应的CAN标识符区而被访问的。
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