现场总线网络应用及技术实现
工业以太网与现场总线技术及应用
工业以太网与现场总线技术及应用摘要：工业控制需要高速、廉价、易于集成的通信网络。
以太网就是这样的一种网络。
本文分析了工业以太网在现场总线控制系统中的应用前景,指出工业以太网的介入使现场总线能更好的满足实时控制的要求,并给出了工业以太网应用实例。
关键词：现场总线控制系统以太网 FCS一引言随着计算机和网络技术的发展，以智能化仪表和分散控制为特色的现场总线技术，把控制领域带入了一个新的时代。
它所倡导的全开放、全分散、互操作的思想，成了未来控制领域崭新的特点。
但是,目前的现场总线技术仍具有很大的局限性,在全开放、全分散控制等方面,仍存在许多需要解决的问题。
首先,在目前现场总线控制系统中,主要是低速现场总线,现场仪表和设备的计算能力和信息处理能力较低,主要用于数据采集和控制信号的输出,并实现PDI控制等一些简单的控制算法。
复杂的控制功能,如预测控制、神经网络控制、系统优化等,仍需要在PC机或工作站上实现。
其次,由于现场总线位于整个系统的最底层,只是系统的一个组成部分,仅仅现场总线仍不足以实现系统的全开放结构。
同时,目前已经出现了Profibus 、Foundation Fieldbus等几十种现场总线。
由于每种现场总线代表着不同厂商的利益,各大厂商进行了激烈的市场竞争,这些现场总线很难实现统一。
因为不同现场总线产品不能实现互操作,一旦用户选择某种现场总线,今后就会被局限于这种现场总线,再选择另一种现场总线,必须付出高昂的代价。
因此,在现场总线的迅速发展过程中，形成一个统一的协议却始终是一个争论的焦点。
为了解决以上全分散、全开放、不同协议的现场总线系统集成问题,人们开始逐步达成一个共识，即向以太网靠拢将成为今后现场总线发展的一个趋势。
二以太网进入现场总线以太网具有传输速度高、低耗、易于安装和兼容性好等方面的优势,由于它支持几乎所有流行的网络协议,所以在商业系统中被广泛采用。
它具有如下特点：(1)以太网是目前应用最广泛的计算机网络技术,它受到广泛的技术支持,因此容易获得控制领域生产厂家的认可。
现场总线控制系统现状及在网络通信中的应用
ＴＣ ／Ｐ 现场总线 Ｆ Ｐ Ｉ ＣＳ Ａ、 开放性 、 标准 化 ： 系统软件与控 制器硬件不在维持 捆绑 关系 ， 专 业 自动化软件 厂家可 以独 立开发不 依赖于控 制器 品牌 的 Ｆ Ｓ系统软 Ｃ 件 。基于 Ｗｉｄｗ ／Ｔ的操作系统平 台， ｎｏｓ Ｎ 具有大量 的标准 的软件工具和 数据文件格 式可以兼容 。 Ｂ、 价格 ： 通用 的工业 Ｐ Ｃ容易形 成规模 经营 ， 因此 ， 价格 比 Ｐ Ｃ便 Ｌ
宜。
现场 总线控制 系统 （ Ｃ ） Ｆ Ｓ 是顺应智能现场仪表而发展起来 的， 目 是 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 。它 的初衷是 用数字通讯 代替 ４ ０ —２ ｍＡ模 拟传输技 术 ， 随着现场 总线技术与智 能仪表管控 ～体化 （ 但 仪表调校 、 控制组态 、 诊断、 报警 、 记录 ） 的发展 ， 在控制领域 内引起了一场前所 未有 的革命 。 现场总线控 制系统用现 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， 了安装 成本和维护 费用。因此， 降低 其实质 是一种开放 的 、 有可互操作性 的、 具 彻底分散 的分 布式控制系统 ， 望成为 ２ 世纪 有 １
控 制 系统 的 主流 产 品 。
现场 总线技术 的一个 显著特点是其开放性 ，允许并鼓励不 同厂家 按照现场 总线技术标准 ， 自主开发具有特点及专有技术的产品。 依照现 场总线技术 规范 ， 同厂家产品可以方便完成组态与集成 ， 不 构成面 向行 业、 适合行业特点 的 自主控制系统 。 这一特点为更多的 自动化产 品制造 商 自主开发并推 出 自 主知识产权 的 自动化系统提供 了可能 。也为 自 动 化系统集 成商开发 面 向行业 应用 的成套 技术和 自动化 系统提供 了机 会。 现场总线技术 以其先进性 、 用性 、 实 可靠性 、 开放性 的优点 ， 必然成 为未来 自动化技术发展 的主流 。基于现场总线技术 的控制系统（ ｉ ｄ Ｆｅ— ｌ ｂ ｓ ｏｔｌｙｅ —Ｃ ） ｕ Ｃ ｎ ｏ Ｓｓ ｍ Ｆ Ｓ 与人们预想 的一样 ， ｒ ｔ 对传统 的 Ｐ Ｃ Ｄ Ｓ Ｌ 、 Ｃ 系统形 成了巨大的冲击 。Ｆ Ｓ已不再是 一种 预测 、 Ｃ 一种设想 ， 而是实实在在 的 作 为先进控 制系统产 品出现在市场上 。本文将描述传统 Ｐ Ｃ控制系统 Ｌ 向基 于现 场总线控 制系统的演变过程 ， 以现场总线 Ｐ Ｏ Ｉ Ｕ Ｒ ＦＢ Ｓ为背景 ， 描述一个基 于现场 总线控制系统 的结构组成 ， 并分析系统 的市场前景 。 １现 场 总 线 及 现 场 总 线 控 制 系 统 ． １１ 场 总 线 的概 念 ．现 现场 总线技术 的一个 显著特点是其开放性 ，允许并鼓励不 同厂 家 按照现场总线技术标准 ， 自主开发具有特 点及专有技术的产品 。因此 ， 现场 总线技术引入 自动化控制 系统 ， 促使 传统控制系统结构演化 ， 逐步 形成基于现场总线 的控制 系统 Ｆ Ｓ Ｃ。 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 ＩＯ的 Ｏ Ｉ Ｓ Ｓ 开放系统互连参考模型 的全 部 或部分通讯协议 。Ｆ Ｓ则是用 开放 的现场总线控制通讯网络将 自动 Ｃ 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。 １２现场 总线与局域 网的区别 ． 在传 统控制系统 中， 控制 器（ 或称 Ｃ Ｕ、 Ｐ 处理器 ） Ｉ 与 ／ ０模块及其它 功能模块 、 机架 为同一 系列 产品 ， 有一致的物理结构设计 。典型 的结构 是Ｉ ／ Ｏ模块及其它功能模块通过机架背板上的总线（ 公司设计产 品而 自 定 义 总线 ） 接 。机 架 扩 展 也 是 自定 义 总 线 的 扩 展 。这 些产 品 的连 接 技 连 术都是封 闭的， 第三方要想开发兼容产品必须得到厂家允许 。 基于现场总线 的控 制系统 中 ， 控制器与现场设备 （ ｏ模块 、 ｉ ／ 功能模 块及传感器 、 变送器 、 驱动器等 ） 连接 是通 过标准的现场总线 ， 因此没有 必要使用 与控制器捆绑 的 Ｉ ／ Ｏ模块产品（ 这与插在 Ｐ Ｃ机架上 的 Ｉ Ｌ ／ ０模 块 的配置方法不 同）可使 用任何 一家的具有现场总线接 口的现场设备 ， 与控 制器集成 。 因此控制器趋 向于采用标准的 、 通用的硬件平 台——工 业计算机（ｎ ｕｔａＣ ｍ ａｔ ｏ ｕｅ）如 Ｉｔｌ ｎ ｏ 类 Ｐ Ｉｄ ｓ ｉ ｏ ｐ ｃＣ ｍｐ ｔ ， ｎｅＷｉｄｗｓ ｒｌ ｒ ／ Ｃ机 。 近年 来嵌 入式控制器 （ Ｐ ／０ 如 Ｃ １４产 品） 的发展和 ＷＩ Ｄ ＷＳ Ｃ Ｎ Ｏ — Ｅ的推出 ， 使 用嵌 入式控制器硬件和 ＷＩ Ｄ ＷＳ Ｃ Ｎ Ｏ — Ｅ软件作为控制器平台。 采用 通 用 的工 业 Ｐ Ｃ做 控 制 系统 控 制 器 优 点 如 下 ：
现场总线技术及其应用
➢ BACnet标准的目的是——为计算机控制暖通空调 和制冷系统及其他系统规定通信服务和协议，从而 使不同厂家的产品可以在同一个系统内协调工作。
2. 树形方式
几个现场仪表，一般按地理区域进行集中，接 到一根“局部运行” 的现场总线上，然后再引到 控制室中去。
3. 带桥方式
接到低速总线H1上的现场设备，通过“桥”和 多路转换器合并接到高速总线H2上，然后再接到控 制室中去。
10
3.1.5 现场总线的通信模型
➢
现场总线网络互连模型既参照ISO／OSI模
1.节省硬件数量与投资 2.节省安装费用 3.节省维护开销
6
4．系统具有优异的远程监控功能和强大的 （远程）故障诊断功能
5．用户具有高度的系统集成主动权 6．现场设备更换和系统扩展更为方便 7．提高系统的准确性与可靠性 8．易于系统调整 9．为企业信息系统的构建创造了重要条件
7
3.1.4 现场总线技术的网络结构
应用层
2
表达层
3
会话层
4
传输层
5
网络层
6 数据链路层
7
物理层
图3.2 ISO/OSI模型
7
应用层
6
5Байду номын сангаас
4
3
总线访问子层
2
数据链路层
1
物理层
图3.3 典型的现场总线协议模型
12
➢ 典型的现场总线协议模型（见图3-3）采用 OSI模型中的三个典型层：物理层、数据链路层 和应用层，在省去3～6层后，考虑到现场总线的 通讯特点，设置一个现场总线访问子层。它具有 结构简单、执行协议直观、价格低廉等优点，也 满足工业现场应用的性能要求。与OSI参考模型 的相应层次相比，现场总线标准的物理层、数据 链路层与其有相同的含义。从总线访问子层看， 现场总线有很大特色。
(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。
现场总线实验报告
现场总线实验报告现场总线实验报告引言：现场总线（Fieldbus）是一种用于工业自动化领域的通信协议，它将传感器、执行器和控制器等设备连接在同一条总线上，实现设备之间的数据交换和控制指令传输。
本实验旨在通过对现场总线的实际应用进行研究和探索，了解其原理和优势。
一、现场总线的基本原理现场总线是一种基于串行通信的网络协议，它使用单根通信线路连接各个设备，通过总线控制器实现数据的传输和设备的控制。
其基本原理是将各个设备连接在同一条总线上，通过总线控制器进行数据的传输和设备的控制，实现实时监测和控制。
二、现场总线的应用领域现场总线广泛应用于工业自动化领域，包括制造业、能源、交通等行业。
它可以实现设备之间的实时通信和数据交换，提高生产效率和质量。
例如，在制造业中，现场总线可以用于机器人控制、生产线监测和设备故障诊断等方面，实现自动化生产和智能制造。
三、现场总线的优势与传统的点对点通信方式相比，现场总线具有以下优势：1. 灵活性：现场总线可以连接多个设备，方便设备的添加和移除，减少了布线和维护的成本。
2. 实时性：现场总线能够实现设备之间的实时通信和数据交换，提高了生产过程的响应速度和准确性。
3. 可靠性：现场总线采用冗余设计和错误检测机制，能够保证数据的可靠传输和设备的可靠运行。
4. 扩展性：现场总线支持多种通信协议和设备接口，可以满足不同设备的需求，便于系统的扩展和升级。
四、实验过程和结果本次实验选取了一台工业机器人和几个传感器作为实验对象，通过现场总线连接它们，并利用总线控制器进行数据的传输和设备的控制。
实验过程中，我们使用了现场总线配置工具对设备进行初始化和参数设置，然后通过编程控制总线控制器发送指令和接收数据。
实验结果显示，通过现场总线，我们能够实时监测机器人的运动状态和传感器的数据，并能够远程控制机器人的动作。
同时，现场总线还能够实现故障诊断和报警功能，及时发现并处理设备故障，保证生产过程的稳定性和安全性。
现场总线技术及其应用
现场总线技术及其应用 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，是过程控制技术、自动化仪表技术、计算机网络技术三大技术发展的交汇点，将带来控制系统的一大变革。
1 引言 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（Distributed Control System dcs）走向以现场总线位基础的分布式现场总线控制系统（Fieldbus Control System,FCS），被誉为工业自动化领域具有革命性的新技术。
现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一。
2 被誉为自动化领域的计算机局域网 2．1 现场总线及其特点 （1）什么是现场总线？ 根据国际电工委员会（IEC）和美国仪表协会(ISA)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。
面向智能制造现场总线技术的创新应用
面向智能制造现场总线技术的创新应用智能制造作为现代制造业的发展趋势，其核心在于通过高度自动化和智能化的生产方式，提高生产效率、降低成本、提升产品质量。
现场总线技术作为智能制造系统中的关键技术之一，它通过将传感器、执行器、控制器等设备通过数字通信网络连接起来，实现设备间的信息交换和协同工作。
本文将探讨面向智能制造的现场总线技术的创新应用，分析其在智能制造领域的重要作用和发展趋势。
一、智能制造现场总线技术概述智能制造现场总线技术是指在智能制造系统中，用于连接和控制现场设备的数据通信技术。
它能够实现设备间的高速、可靠、实时的数据传输，是智能制造系统实现自动化、智能化的基础。
现场总线技术的核心价值在于其能够支持多种设备和系统的集成，提供灵活的网络拓扑结构，以及强大的数据处理和分析能力。
1.1 现场总线技术的核心特性现场总线技术的核心特性包括实时性、可靠性、开放性和互操作性。
实时性是指现场总线能够保证数据传输的及时性，满足智能制造过程中对时间敏感性的要求。
可靠性则是指现场总线在各种工业环境下都能稳定运行，保证数据传输的准确性和完整性。
开放性意味着现场总线技术能够支持多种设备和协议，易于扩展和升级。
互操作性则是指不同品牌和型号的设备能够通过现场总线技术无缝连接和协同工作。
1.2 现场总线技术的应用场景现场总线技术在智能制造中的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 自动化生产线：现场总线技术可以连接生产线上的各种传感器、执行器和控制器，实现生产过程的自动化控制。
- 机器人协同作业：通过现场总线技术，可以实现多台机器人之间的协同作业，提高生产效率和灵活性。
- 能源管理：现场总线技术可以用于监控和控制工厂的能源消耗，实现能源的优化配置和节能减排。
- 质量控制：现场总线技术可以实时收集生产过程中的数据，用于产品质量的监控和分析，提高产品质量。
二、智能制造现场总线技术的创新应用随着智能制造技术的不断发展，现场总线技术也在不断创新和升级，以适应智能制造的新需求。
现场总线的通信原理与应用
现场总线的通信原理与应用1. 现场总线概述现场总线（Fieldbus）是工业自动化中常用的一种通信网络技术，它用于实现各种设备之间的通信与控制。
现场总线可以连接传感器、执行器、控制器等设备，将它们连接起来构成一个整个系统，并提供数据传输和控制命令的功能。
2. 现场总线的通信原理现场总线的通信原理是基于分布式控制系统（DCS）的概念，它采用集中式控制与分散式执行的方式来实现设备的通信和控制。
具体的通信原理如下：2.1 主从通信方式现场总线采用主从通信方式，其中总线主设备负责发送命令和接收数据，而从设备负责接收命令和发送数据。
这种方式使得总线能够灵活地控制设备，实现实时监测和控制。
2.2 数据传输方式现场总线的数据传输方式分为循环传输和报告传输两种。
循环传输是主设备周期性地向从设备发送数据，而报告传输是从设备在需要时向主设备发送数据。
2.3 数据帧格式现场总线的数据帧格式由头部、数据区和尾部组成。
头部包含地址信息和命令信息，数据区是实际的数据内容，尾部用于校验数据的完整性。
3. 现场总线的应用现场总线广泛应用于工业自动化领域，主要用于以下方面：3.1 数据采集与监测现场总线可以连接传感器，实时采集各种数据并传输到控制中心。
控制中心可以对数据进行监测和分析，从而实现对工艺过程的全面控制和调节。
3.2 控制与执行现场总线可以连接执行器，实现对设备的远程控制。
通过总线可以发送控制命令，实现对设备的启动、停止和调节等操作。
3.3 故障诊断与维护现场总线可以实时监测设备的运行状态，并将故障信息传输到控制中心。
控制中心可以通过总线对设备进行诊断和维护，提高故障的及时修复。
3.4 系统集成与扩展现场总线可以连接不同类型和厂家的设备，实现系统的集成和扩展。
通过总线可以将不同设备连接起来，构成一个完整的工业自动化系统。
4. 总结现场总线作为一种常用的工业自动化通信网络技术，具有灵活、可靠性高的特点。
它通过主从通信方式、循环传输和报告传输的数据传输方式，实现了设备之间的实时通信和控制。
现场总线技术在机器人领域的集成应用
现场总线技术在机器人领域的集成应用现场总线技术作为一种高效的数据通信手段，已经在工业自动化领域得到了广泛的应用。
随着机器人技术的快速发展，现场总线技术在机器人领域的集成应用也日益受到重视。
本文将探讨现场总线技术在机器人领域的集成应用，分析其在提高机器人系统性能、增强系统灵活性和降低成本方面的优势。
一、现场总线技术概述现场总线技术是一种用于工业自动化领域的数字通信协议，它允许多个设备在同一总线上进行数据交换。
这种技术的出现，极大地提高了工业自动化系统的通信效率和可靠性。
现场总线技术的核心特性包括实时性、可靠性、开放性和互操作性。
1.1 现场总线技术的核心特性现场总线技术的核心特性主要体现在以下几个方面：- 实时性：现场总线技术能够保证数据传输的实时性，满足工业自动化系统对快速响应的需求。
- 可靠性：现场总线技术采用了多种错误检测和纠正机制，确保数据传输的准确性和系统的稳定运行。
- 开放性：现场总线技术遵循开放的标准，不同厂商的设备可以在同一总线上无缝通信。
- 互操作性：现场总线技术支持多种设备和系统之间的互操作，便于系统集成和扩展。
1.2 现场总线技术的应用场景现场总线技术的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 传感器和执行器的连接：现场总线技术可以将传感器和执行器连接到同一个网络，实现数据的实时采集和控制。
- 控制器和监控系统的集成：现场总线技术可以将控制器和监控系统集成到同一个网络，实现集中监控和控制。
- 机器人系统的通信：现场总线技术可以用于机器人系统的内部通信，提高机器人系统的协调性和灵活性。
二、机器人领域的集成应用随着机器人技术的不断发展，现场总线技术在机器人领域的集成应用越来越受到重视。
这种技术的应用，不仅可以提高机器人系统的通信效率，还可以增强系统的灵活性和可靠性。
2.1 现场总线技术在机器人控制系统中的应用现场总线技术在机器人控制系统中的应用主要体现在以下几个方面：- 控制器与机器人本体的通信：通过现场总线技术，控制器可以实时地向机器人本体发送控制指令，同时接收机器人本体的状态信息。
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：
现场总线技术 第5章 DeviceNet 现场总线技术及其应用 教学课件
2020/7/2
14
卷1：
DeviceNet通信协议和应用（第7层—应用层）。 CAN以及它在DeviceNet中的应用（第2层—数
据链路层）
DeviceNet物理层和介质（第1层—物理层）
卷2：
为实现同类产品之间的互操作性和可互换性进 行设备描述
2020/7/2
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除第7层（应用层）外，DeviceNet规范还对一部分第1 层（收发器）以及第0层（传输介质）进行了规定，这 就为DeviceNet节点的物理连接提供了标准。协议对连 接器、电缆类型、电缆长度以及基于通信的显示、操 作元素及其相应的封装形式等等都进行了规定。
现场总线技术及其应用
第5讲
胡青松
2020/7/2
1
2、DeviceNet简介
DeviceNet是二十世纪九十年代中期发展起来的一种基于 CAN总线技术的符合全球工业标准的开放型通信网络， 它是一种低成本的通信总线。
它既可以连接底端工业设备，又可连接像变频器、操作 员终端这样的复杂设备。
它将工业设备（如限位开关、光电传感器、阀组、马达 启动器、过程传感器、变频驱动器、面板显示器和操作 员接口等）连接到网络，从而消除了昂贵的硬接线成本。 （见图）
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5.3.3.物理层信号
采用CAN的物理层信号 逻辑电平的物理状态
隐性—逻辑0—电位差0V 显性—逻辑1—电位差2.5V
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5.4DeviceNet的数据链路层
➢ 数据链路层是完成两个相连的机器数据链路层 进行可靠、有效通信的方法。
➢ 数据链路层，负责从网络层向物理层发送数据 帧（存放数据的有组织的逻辑结构）。在接收 端，将来自物理层的比特流打包为数据帧。
现场总线技术及其应用
案例三：城市交通信号控制系统应用
总结词
利用现场总线技术实现城市交通信号的智能控制，提高 交通流畅度和安全性。
详细描述
在城市交通管理中，采用现场总线技术构建交通信号控 制系统，实现各个路口信号灯的实时通信和控制。通过 实时数据采集和智能算法，优化信号灯的配时方案，提 高交通流畅度和安全性，缓解城市交通拥堵问题。
在工业自动化领域，常见的现场总线 技术包括PROFIBUS、Modbus、 EtherNet/IP等。
智能建筑
智能建筑是现场总线技术的另一个重 要应用领域。通过现场总线，可以实 现建筑物内各种设备（如照明、空调 、安防等）的集中控制和管理，提高 建筑物的能源利用效率和舒适度。
VS
在智能建筑领域，常见的现场总线技 术包括LonWorks、CAN等。
智能交通系统
智能交通系统是现场总线技术的重要应用方 向之一。通过现场总线，可以实现交通信号 灯、监控摄像头等交通设施的集中控制和数 据传输，提高交通效率和安全性。
在智能交通系统领域，常见的现场总线技术 包括FlexRay、TTCAN等。
医疗设备
医疗设备是现场总线技术的重要应用 领域之一。通过现场总线，可以实现 医疗设备的集中控制和数据传输，提 高医疗设备的可靠性和安全性。
02
现场总线技术种类
PROFIBUS
德国标准总线
PROFIBUS是一种用于工业自动化的现场总线标准，由德国标准委员会制定。它 支持多种通信协议，广泛应用于制造业、过程控制和楼宇自动化等领域。
CAN总线
控制器局域网
CAN总线是一种用于汽车和工业自动化领域的现场总线标准。它支持分布式实时控制，具有高可靠性和灵活性，广泛应用于 汽车电子、智能交通和工业自动化等领域。
现场总线控制系统应用实例
现场总线控制系统应用实例一、引言现场总线控制系统是一种基于计算机网络技术的自动化控制系统，它通过将各种现场设备与控制系统连接起来，实现数据传输和控制指令的交互。
它广泛应用于工业生产、楼宇自动化、交通运输等领域，提高了生产效率和自动化程度。
本文将以几个实际应用案例为例，介绍现场总线控制系统在不同领域的应用情况。
二、工业生产领域1. 汽车制造工厂汽车制造工厂是一个典型的工业生产场景，其中各种机械设备、传感器和执行器需要进行数据交互和控制。
现场总线控制系统在汽车制造工厂中的应用可以实现设备的远程监控和控制，提高生产线的自动化程度和生产效率。
例如，通过现场总线系统可以实时监测机械设备的运行状态和温度，及时采取措施防止故障发生。
同时，通过控制指令可以远程控制设备的启停和调整参数，提高生产线的灵活性和适应性。
2. 石油化工厂石油化工厂是一个复杂的工业生产场景，涉及到各种化工设备、管道和控制系统。
现场总线控制系统在石油化工厂中的应用可以实现设备的集中监控和控制，提高生产过程的安全性和稳定性。
例如，通过现场总线系统可以实时监测管道的压力和流量，及时发现异常情况并采取措施。
同时，通过控制指令可以远程控制设备的开关和调整工艺参数，提高生产效率和产品质量。
三、楼宇自动化领域1. 商业综合体商业综合体是一个集购物、娱乐、办公于一体的大型建筑群，其中涉及到多个子系统的控制和管理。
现场总线控制系统在商业综合体中的应用可以实现各个子系统的集中控制和监测，提高楼宇设施的管理效率和能源利用率。
例如，通过现场总线系统可以实时监测楼宇的温度、湿度和照明情况，根据需求自动调整空调和照明设备的工作状态，节约能源并提供舒适的室内环境。
2. 医院建筑医院是一个复杂的建筑群，涉及到多个科室、楼层和设备的控制和管理。
现场总线控制系统在医院建筑中的应用可以实现科室设备的集中控制和监测，提高医院的运行效率和服务质量。
例如，通过现场总线系统可以实时监测病房的温度和湿度，自动调整空调设备的工作状态，提供舒适的病房环境。
现场总线的应用
现场总线的应用现场总线（Fieldbus）是一种用于实现现场设备集成的通信协议和技术，它利用数字化信号处理和开放式标准的物理和通信层协议，实现工业现场现代化和网络化。
现场总线的应用非常广泛，涉及到许多行业和领域，本文将介绍现场总线的应用。
一、自动化控制自动化控制是工业生产过程中不可或缺的一部分，现场总线可以广泛应用于自动化控制系统中，它将各种传感器，执行器和控制器等设备连接在一起，使得设备之间可以进行数据通信和控制命令的传输。
同时，现场总线还可以提高自动化控制系统的可靠性、灵活性和扩展性，使系统具有更好的实时性和响应速度。
例如，在自动化生产线上，现场总线可以实现对工件加工工艺的实时监测和控制，及时响应生产过程中的异常情况，从而保证产品的质量和产量。
二、工业网络工业网络是现代工业自动化领域必不可少的基础设施，它负责连接各种生产设备和自动化控制系统，在工业控制领域起着至关重要的作用。
现场总线是工业网络通信的一种关键技术，它可以实现连接工业现场设备的互联互通，使得生产过程中的各种设备可以在同一个网络中实现数据传输和命令控制。
同时，现场总线还可以提高工业网络的可靠性、带宽和实时性，为网络中各种设备的数据传输提供了更好的保障。
三、电力系统电力系统是现代工业生产的重要组成部分，它对生产过程的稳定性和可靠性有着重要的影响。
现场总线可以广泛应用于电力系统的监测和控制中，实现对电力设备的实时监控和故障诊断。
例如，在变电站的监测系统中，通过现场总线连接绝缘监测仪、温度监测仪、压力监测仪等设备，可以实现对变电站的实时监测、故障诊断和控制操作。
四、安全防护安全防护是现代工业生产中必不可少的一部分，它可以有效地保护工人、设备和环境的安全。
现场总线可以在安全防护领域中发挥非常重要的作用，例如，在石化、化工、制药等行业中，通过现场总线连接传感器、报警器等设备，可以实现对危险化学品储罐、化学反应釜等设备的实时监测和报警，有效防止产生危险情况。
现场总线技术及其应用
典型控制网络结构：罗克韦尔公司
现场总线的实质
现场总线的协议 制定协议依据：ISO的开发系统互联协议(OSI)。 实际制定的协议：OSI中的某些层 OSI协议：7层协议结构
现场总线系统的组成：
7 6 5 4 3 2 1
应用层 表达层 会话层 传输层 网络层 数据链路 层 物理层
应用层
现场设备 形成系统的传输介质
－－控制层现场总线ControlNet
网络目标功 能 网络拓扑 端到端设备和I/O网络 在同一链路上传递I/O，编程和系统组 态信息 总线、星形、树形 网络节点数 99个可编地址 单段最多48个 模型对象设计；设备对象模型，类/ 实例/属性，设备描述
几种典型的现场总线
应用层设计
最大通讯速 率
通讯方式 网络刷新时 间 数据分组大 小 网络最大拓 扑
电源
网络模型
外部供电
生产者/消费者
连接器
物理层介质
标准同轴电缆BNC
RG6同轴电缆；光纤
其他几种典型现场总线
设备层现场总线DeviceNet：
基于CAN技术的开放标准，三层协议结构。罗克韦 尔 非完全开放的标准。德国
ProfiBus协议：
FF总线
由FF组织提出。三层协议结构。国际
端到端的控制系统解决方案。七层协议结构。 Echleon公司
－－控制层现场总线ControlNet
概述：ControlNet是一种面向控制层的实时性现场总线网络，在 同一物理介质上提供时间关键性I/O数据和报文数据：包括程序上、 下载，组态数据，和端到端报文传递。具有高度的确定性和可重 复性。适用于控制关系复杂关联、要求控制信息同步、协调实时 控制、输出数据速率高的应用场合。 7 应用层 对象和对象模型 ControlNet协议规范
现场总线在列车控制网络中的应用与发展
现场总线在列车控制网络中的应用与发展现场总线技术作为信息传输和通信的一种重要方式，在各个领域得到了广泛的应用。
在列车控制网络领域，现场总线技术同样发挥了重要的作用。
本文将探讨现场总线在列车控制网络中的应用与发展，并分析其带来的优势和挑战。
1. 现场总线技术概述现场总线技术是指通过一根通信线缆将各个传感器、执行器等设备与控制器连接在一起，实现数据的传输和通信。
它采用了分布式控制的思想，将系统的控制节点分布在各个设备上，从而实现了系统的高度灵活性和可靠性。
2. 现场总线在列车控制网络中的应用2.1 列车传感器网络现场总线技术可以连接列车上各种传感器，如温度传感器、压力传感器和速度传感器等。
通过实时采集和传输传感器数据，可以监控列车的各项参数，并及时进行故障诊断和维护。
这对于提高列车的安全性和可靠性具有重要意义。
2.2 列车执行器网络现场总线技术可以连接列车上的执行器，如驱动器和制动器等。
通过实时传输控制指令，可以实现对列车的精确控制和调节。
例如，在紧急情况下，可通过现场总线迅速刹车，确保列车安全停车。
2.3 列车通信网络现场总线技术可以用作列车内部的通信网络，实现各个设备之间的数据交换和共享。
通过现场总线技术，不仅可以实现列车的自动控制，还可以支持乘客信息系统、视频监控系统等功能的实现。
3. 现场总线在列车控制网络中的发展趋势3.1 高速传输随着列车控制网络对数据传输速度的要求越来越高，现场总线技术也在努力提高其传输速度。
例如，采用更高的通信频率和更快的数据传输协议，以满足对实时性的要求。
3.2 大容量支持随着列车控制网络中设备数量的增加，对现场总线技术的容量支持提出了更高的要求。
因此，现场总线技术需要能够支持更大的节点数量和更大的数据传输量。
3.3 高可靠性列车控制网络中对数据的传输可靠性要求非常高。
因此，现场总线技术需要提供更好的纠错和冗余机制，以保证数据的可靠传输和处理。
4. 现场总线应用的优势和挑战4.1 优势现场总线技术可以实现列车控制网络的高度集成和自动化。
现场总线NCUC-Bus的技术特点与应用
期 通 信 。周 期 通信 可 以 完 成 主设 备 和从 设 备 问 实时
设 备 为 主 设 备 ，不 能 主 动 发 起 总 线 通 信 、只 能 被
动 响应 的 总 线 设备 称 为 从 设 备 。 基于 ＮＣＵＣ Ｂｕ ｓ
信息 （ 如伺服控制指令 、实时状态等）；非周期通
信 则 实现 非 实 时信 息 （ 如监 控 、诊 断信 息 状 态 等 ）
圈 圈
ＩＯ体系结构 Ｓ
知识产权 的数控 系统 现场总线协 议与标准 已是迫
在 眉 睫 。２ ０ 年 ２ ，成 立 了 由华 中数 控 、大 连 光 ０８ 月 洋 、沈 阳 高 精 、广 州 数 控 及 浙 江 中控 组 成 的 数 控
系 统现 场 总线 技 术联 盟 （ ｉｎｏ ｈｎ ｉｌ ＮＣ Ｕｎｏ ｆＣ ｉ ａＦ ｅｄ
协议包括延时测量和时钟 同步两个步骤 。延时测量
用 于 测 量 数据 帧在 现 场总 线 网络 中 的总 环路 时 间和 主 站 到 各从 站 的 延 时 ；时 钟 同 步通 过 主 站发 送 的 时 间基 准 和 从 站 延 时 同 步 各从 站 时 钟 。ＮＣ ＵＣ—Ｂ ｓ ｕ
３ ＮＣ Ｃ—Ｂ ｓ 信实时性技术 ． Ｕ ｕ通
准和现场总线基金会Ｆ 的定义：现场总线是连接智 Ｆ
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 。至 今 为 止 ，世 界上 公 布 的现 场 总 线 不 下 １ ０ ，其 中应 用 于 数 控 领 域 的现 场 总 ０种 线有 Ｓ Ｒ Ｏ Ⅲ 、Ｐ Ｏ Ｉ Ｅ ￣Ｅｈ ｒ Ａ 。各 种 总 Ｅ Ｃ Ｓ Ｒ ＦＮ Ｔ Ｎ ｔｅＣ Ｔ 线标 准 之 间互 不兼 容 ，技 术特 点 各异 。我 国 的数 控
现场总线控制网络及应用
—ｒ ～
Ｆ Ｓ用 于 控 制 层 ，其 速 率 为 ３ ５ ｂｓ 】 Ｍ ｐ 它 采 用 Ｍ Ｉ ｋｐ 一 ＿ ｂ ｓ ２ ５ 源／目的通 信 模 型 ．传 输 介 质 为 Ｒ ＿ ８ ｓ ４ ５或 光 纤 ． 以令牌 环
一
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１
和 主站／ 站 控制 介质访 问 。 ｐ ５ Ｆ Ｓ （ ｇ ｐｅ ｃ Ｆ Ｈ Ｅ Ｈｉ Ｓ ｅｄ ｈ
摘 要 ：介 绍 现 场 总 线控 制 网 络结 构和 标 准 总 线 产 品 井 对其 在 机 电一 体 化 设 备 上 的 应 用加 以说 明 关 键词 ：现 场 总 线 ；网 络 结 掏 ； 机 电一 体 化
０９ ９２ ２ ０２ ３ Ｏ ２ — ２ ＿ 中 国分 类 号 ：Ｔ ３ ３ 文 献 标识 码 ：Ａ 文 章 缡 号 １ ０ ４ ４ ｆ ０ ｌ ０ 一 Ｏ １ ０ Ｐ９
能 化 维 修 的 网络 基 础 本 文 在 介 绍 现 场 线 标 准 产 品 的 基
复 杂的宴 时控制算 法 、网络 组态 和控 制 信 息层 用于 车
间 ，工 厂 、公 司和 集 团 之 间 的 信 息 采 集 、数 据 库 管理 ，它 通 过 网关 与 控 制 层 连 接 互 联 网 层 用 于 远 程 设 备 状 态 监
个工 业 控 制 和 决 策 管 理 引 ＾ 了 一 种 垒新 的概 恚 ， 而 且 渗 透 到制 造 业 的各 个 角 落 ．导 致 传 统 机 械 制 造模 式 发 生 底 的 彻 变 革 ，从 而 形 成 一 种 具 有 分 散 化 、 网 络 化 和 智 能 化 特 征 的 面 向制 造 的分 布 式 网 络 结 构 一这 种 网络 是 实 现 电 子 化 制 造 （ ａ ｕ ｃｏｉ ） 和在 产 品整 个 生 命 周 期 内提 供 智 ｅ ｍ ｎ ｆ ｔｒ ｇ ａ ｎ
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现场总线网络应用及技术实现 ——基于LonWorks现场总线技术的智能火警控制网络姓名：吴方舟学号：200811912专业：自动化班级：2008080目 录一、概述 （2）二、现场总线及其特点 （3）2.1现场总线定义 （3） 2.2现场总线协议形式 （4）2.3现场总线特点 （5）三、LonWorks火警控制网络 （5）3.1系统功能 （5） 3.1.1单节点火灾报警功能 （6） 3.1.2系统网络报警功能 （6） 3.1.3标准的串行通信功能 （6） 3.2网络拓扑结构 （7） 3.2.1网络通信协议 （7） 3.2.2数据传输格式 （8） 3.2.3网络通信和管理 （8） 3.2.4网络结构 （8） 3.3智能火警控制节点硬件设计 （9） 3.3.1神经元芯片（Neurom Chip） （9） 3.3.2 I/O对象的定义 （10） 3.3.3单总线（1-WIRE）接口 （10） 3.3.4存储器 （10） 3.3.5收发器 （10） 3.4节点功能的软件实现 （11）3.4.1网络变量的定义及绑定 （11）3.4.2软件编程要点 （12）四、结束语 （12）现场总线网络应用及技术实现——基于LonWorks现场总线技术的智能火警控制网络【摘要】现场总线以其开放性、现场装置可控性及性能可靠、安装方便、维护可靠等特点，在工业控制领域得到广泛的应用。
本文介绍了LonWorks现场总线技术以及1—WIRE单总线技术，并利用该技术设计完成电厂智能火警控制网络，现实可靠，有广阔的应用前景。
【关键词】LonWorks 神经元节点 火警 串行通信 1—WIRE单总线一、概述近年来，现场总线技术迅猛发展，取代传统的集中式控制系统已成必然趋势。
Lonworks技术是美国ECHELON公司在20世纪90年代初开发的现场控制网路产品，它以其优秀的分布处理能力、开放性、互操作性、多媒介适应能力以及多网络拓扑结构等特性适应了未来发展对测控网络的要求，成为众多现场总线中的佼佼者。
Lonworks将计算机技术、网络技术、远程控制技术集成在一片神经元芯片(Neuron chip)中，并在芯片内固化了Lontalk通信协议，该协议遵循ISO和OSI 标准，并可利用多种媒介进行通信，包括双绞线、电力线、光纤、同轴电缆、无线电波、红外等。
另外Lontalk协议采用可预测“载波监听多路访问”(CSMA)来解决网络通信的瓶颈问题，通信速度可达 1.25Mbps，通信长度可达2700m。
在Lonworks技术中，网络通信采用面向对象的设计方法，并称之为“网络变量”，使网络通信的设计简化为参数设计。
Lonworks网络的应用程序以“神经元C”码编写，它是对AOSI C的扩展，使用以事件为基础的编程模型，网络本身是事件驱动的，降低了网络的业务量。
最后，Lonworks还具有真正的互操作性，使得来自同一个或不同制造商的多个装置能集成在单一的控制网络中，而无需定制节点或定制编程。
目前采用Lonworks技术的产品广泛地应用在工业、楼宇、家庭、能源、交通等自动化领域。
近十几年，国内各个行业都得到了突飞猛进的发展，对电力的需求量越来越大，电厂的规模也因之不断扩大。
电厂本身的复杂性和大规模性决定了其对控制的自动化程度的要求。
现在在电厂中应用较多的是传统的基于主/从结构的集中式控制系统，其在设备的自动控制、状态监测、故障报警等方面曾起到很大的作用，但随着设备的增加，需要控制和监测的点也越来越多，控制系统也随之愈加庞大。
由于集中式控制系统的可扩充性比较差，使得每增加一个控制点，硬件和软件上的改动都很大，系统的成本随着控制点数的增加而成指数倍增加。
并且不同的集中式控制系统中的不兼容的通信协议专注于把独立的系统用继电器、定制网关和已编程的RS-232端口连接起来。
但是这些接口并不能在各个系统内提供详尽的无缝的景象，它们只允许有限的状态和控制信息在各个系统间通行，故障状态信息不能共享，来自各个传感器的信息也并非经常可取用，从而出现了大量的重复投资建设。
此外，各个系统不能以整个大系统为基础实时适应它们的响应。
LonWorks 现场总线控制网络是一个高度分布的对等系统，它可以完全克服集中式控制系统的不足，并且很适合电厂监测点的控制设备高度分散的特点。
网络中所有节点都处于对等的地位，都可以实时从网络上获取信息，并可将信息发送到网络上，实现故障状态信息的共享。
并且此网络采用标准的通信协议，符合该协议的节点都可以连接到网络上，从而使网络的可扩充性增强，系统的可靠性也得到了保障。
此外，LonWorks网络可采用的通信介质的多样性使得可使用现有的线路，无需重新布线，减少了系统设计周期，使用成本大大降低。
二、现场总线及其特点2.1现场总线的定义按照国际电工委员会IEC1158的定义，现场总线实际上是指将按装在工业过程现场的智能化仪表或装置与设置在控制室内德控制设备连接起来的一种全数字化、串行、双向、多节点的数据通信网络。
现场总线的节点是现场设备或仪表装置，如传感器、变送器、执行器和现场智能I/O等，但它们不是传统的功能单一的现场仪表，而是具有综合功能的智能仪表。
一般来说，变送器除了具有传统的测量功能外，还具有温度补偿、函数变换和PID等控制运算功能；调节阀除了具有信号驱动和输出执行功能外，还具有输出补偿、自校验和自诊断功能。
符合标准的现场设备具有互换性和互操作性，采用总线供电时具有本质安全性。
2.2现场总线的协议形式现场总线建立在国际标准化组织开放系统互联（ISO/OSI）模型的基础之上，一般只采用规定的物理层、数据链路层和应性，FF还增加了用户层，如图1所示。
物理层提供机械的、电气的、功能性和规范性功能，用以在数据链路实体间建立、维护和拆除物理连接。
物理层定义了数据通信信号的大小、波形、最大节点数量、所用导线的类型和数据传输速率。
如FF对低速总线H1规定：通信速度31.25Kbps，总线不供电可带32个装置，总线供电时可带12个装置；采用18#、22#、26#AWG别可达1900、1200和400m；总线的典型响应时间为1ms。
数据链路层的功能是保证数据的完整性并决定何时与谁对话，其帧格式通常为：格式控制目标地址源地址参数数据校验挂接在总线上的设备通过令牌对总线进行访问。
数据链路层分为媒体存取控制子层和逻辑链路控制子层，前者用来实现对总线媒体的“交通”管理，并检测传输线路的异常情况；后者是在节点间用来对数据帧的发送、接收进行控制，并实现传输差错控制与校验。
应用层的主要任务是实现现场总线的命令、响应、数据或事件信息的控制。
它也分成两个子层，一个对应于服务即为用户层提供服务，由现场总线信息规范所定义，一个与数据链路层连接，称为现场总线存取子层。
FF的用户层是为实现现场总线开放与互操作而在ISO/OSI模型之外增加的一层，它是现场总线协议的关键。
在用户层，规定了标准的“功能模块”，并使用设备描述语言为用户组态提供接口。
设备描述实际上是装置的一个驱动器，它包含所有必要的参数描述和连接所需的操作步骤。
这样，尽管不同厂家定义的功能模块在算法、编程及运行特性上可能完全不同，但对其功能模块的特性描述、参数设定及相互联系的方法是公开统一的，即对用户是透明的，从而保证了现场装置可实现真正的互操作。
2.3现场总线的特点（1）开放性。
现场总线的通信协议都是公开的、透明的。
（2）现场转置的状态可控。
由于现场总线具有双向通信功能，操作人员在控制室即可对现场仪表进行定标、参数设置和功能组态，还可在线监测装置的工作情况，进行故障诊断和事故预测，实施状态维修，大大提高了系统的可靠性、可控性和可维护性。
（3）测控功能彻底分散。
现场仪表都是智能化的多功能集成装置，不但具有检测、变换和补偿功能，还具有运算和控制处理能力。
（4）安装方便、维护容易、性能可靠。
（5）兼容性与互操作性。
用户可以自由选择符合自己要求的不同生产厂家按统一标准生产的不同性能价格比的产品。
总之，由于现场仪表的智能化和通信总线的数字化，使现场总线在测控功能和物理地域上实现了分散，在同一个标准协议下实现了真正的开放，为组成功能强大的开放系统、实现设备资源和信息共享奠定了坚实的基础，它是未来工业控制系统的主流技术。
三、LonWorks火警控制网络基于LonWorks现场总线技术的火警控制网络是将LonWorks技术应用于电厂自动控制系统的一个实例。
火灾一直是电厂主要防范和最为棘手的问题。
电厂中存在火灾隐患的地方很多，并且这些点很分散，传统的测控技术很难对这些点进行实时的监控。
火警控制网络是一个典型的分布式控制系统，网络中的每一个节点除了能对本节点监测部位进行状态监测外，还能显示其他节点监测部位的火警信息，而所有部位的状态信息最终都将实时地显示在监控室的屏幕上，这种设计使得火警信息能得到及时的获取。
基于LonWorks现场总线技术的火警控制网络具有三个基本功能：实现多工位单节点火灾报警；实现多工位多节点火灾网络报警；作为标准通信模块，实现PC 机或单片机向LonWorks总线上的挂接。
3.1系统功能基于Lonworks现场总线技术的火警控制网络采用标准的Lonworks总线标准，网络节点处具有火灾报警功能外，还能够进行网络通信，获取其他节点的报警信息，实现网络报警。
此外，每个节点的设计都预留了标准的串行通信接口，以方便将传统的测控系统挂接到Lonworks网络中。
3.1.1单节点火灾报警功能火警控制网络中的节点采用的是符合国际标准1-WIRE单总线协议的传感器和执行器，这样，节点的CPU只需提供一根线就可以将所有工位点的传感器和执行器连接起来，所以理论上，每个节点可同时监测的工位点数是没有限制的。
这种设计避免了繁琐地接线，需要监测的工位点可根据需要任意地增加或减少，并且任何符合单总线操作协议的器件都可以挂接到节点的单总线上，系统的稳定性和可扩充都得到了改善。
所以，网络节点可同时监测多个工位的温度和烟度状态，具有报火警、预报警、报传感器故障等各种报警功能。
在报警时，蜂鸣器以一定的频率发音，表明是何种警报，同时数码管和发光二极管也会显示报警的类别以及报警的位置。
节点还提供执行器，在发生火警时，能够切断火警的来源。
此外节点还具有复位、消音、传感器编码等功能，并且在报火警时还可提供外控开关量，驱动灭火器等一些紧急灭火装置。
3.1.2系统网络报警功能基于LonWorks现场总线技术的火灾报警控制网络的一个最突出的性能是它采用了LonWorks总线技术，所有的节点除了能对本节点工位进行状态监测外，还具有网络通信的功能，从网络上实时获取其他节点的状态信息。
这种设计使得工作人员能够及时取得所有节点的状态。