现场总线综述及应用实例.
第8章现场总线综合应用举例
使用现场总线技术要考虑的几个问题
组成和设计FCS的方法
系统控制点数的确定 主站选择
➢ 主站模板 ➢ 大中型PLC ➢ PAC 从站选择 ➢ 从站数量的选择 ➢ 类型选择 ➢ 老系统改造中旧设备的继续使用
Your Success is Our Goal
8.1 8.1.1 8.1.2 8.1.3
Your Success is Our Goal
8.1 8.1.1 8.1.2 8.1.3
8.18.41.4 8.2
8.2.1 8.2.2 8.2.3 8.3 8.3.1 8.3.2
使用现场总线技术要考虑的几个问题
组成和设计FCS的方法
控制系统设计 ➢ 硬件系统设计
✓ 硬件配置 ✓ 电气柜装配 ✓ 现场设计
现场总线技术应用综合举例
XU QIYI
QFNU-ZDH
8.1 8.1.1 8.1.2 8.1.3 8.1.4
8.2 8.2.1 8.2.2 8.2.3
8.3 8.3.1 8.3.2
本章内容
使用现场总线技术要考虑的几个问题 常用产品介绍 综合举例
Your Success is Our Goal
8.83.3 8.3.1 8.3.2
现场总线技术应用综合举例 烟厂大型制丝险种使用现场总线技术的例子 具体DP网络
Your Success is Our Goal
8.1 8.1.1 8.1.2 8.1.3 8.1.4
8.2 8.2.1 8.2.2 8.2.3
8.3 8.38.13.1 8.3.2
PROFIBUS和AS-i常用产品介绍
DP常用产品
Siemens公司 ➢ 主站 ➢ 从站
BECKHOFF公司 ➢ 主站 ➢ 从站
现场总线技术的设计应用实例
现场总线技术的设计应用实例概述现场总线技术是工业控制系统中常见的一种通信协议，它通过将传感器、执行器与控制器连接到一个总线上，实现设备间的数据通信和控制。
本文将介绍几个现场总线技术的设计应用实例，包括Profibus、CAN总线和Modbus。
ProfibusProfibus是一种常用的工业自动化领域现场总线协议，它被广泛应用于物流自动化、工业控制和过程自动化等领域。
在物流自动化中，Profibus通信技术可以被用于连接传感器、执行器和控制器，实现自动化存储和分拣系统。
每个传感器和执行器都以从站的形式接入Profibus总线，并通过总线与控制器进行通信。
通过Profibus的高速通信和优化的数据传输机制，物流系统可以实现高效的物料搬运和分拣操作。
在工业控制领域，Profibus常被用于连接传感器、执行器和PLC（可编程逻辑控制器）。
PLC作为控制器可以通过Profibus实时监测设备状态，并根据需要发送命令和控制信号。
这种基于Profibus的控制系统可以实现复杂的工业过程控制和自动化。
CAN总线CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于汽车行业的现场总线协议，它具有高可靠性和高实时性的特点，被广泛应用于汽车电子系统和航空航天领域。
在汽车电子系统中，CAN总线被用于连接车辆的各种传感器和执行器，并与车辆的ECU（电子控制单元）进行通信。
通过CAN总线的实时数据交换，车辆的各个子系统可以协调工作，实现诸如发动机控制、车身稳定性控制和驾驶辅助系统等功能。
在航空航天领域，CAN总线常被用于飞行控制系统和航空电子设备之间的数据交换。
航空电子设备需要实时高可靠的数据传输，以确保安全和可靠的飞行。
CAN 总线的高实时性和冗余特性使其成为航空电子系统中的理想选择。
ModbusModbus是一种最为常见的串行通信协议，被广泛应用于工业自动化领域。
Modbus支持点对点和主从通信模式，适用于各种环境。
现场总线技术及其应用
增强可维护性
现场总线设备具有自诊断和远程诊断功能， 方便维护和故障排除。
优化系统性能
现场总线技术可以实现分布式控制，优化了 系统性能，提高了生产效率。
02
现场总线技术分类与特点
分类方式及标准
按照国际标准分类
分为基金会现场总线（FF）、PROFIBUS、CAN总线等。
在能源与电力领域，现场总线技术将助力实现能源的高效 利用和电力的稳定传输，提高能源利用效率。
医疗与健康领域
现场总线技术也可在医疗与健康领域发挥重要作用，如实 现医疗设备的远程监控和维护，提高医疗效率和服务质量 。
技术创新与突破建议
加强基础研究
加大对现场总线技术的基础研究 力度，推动理论创新和技术突破
PROFIBUS总线
是一种广泛应用于工业自动化领域的 现场总线技术。它支持多种传输速率 和传输距离，并具有高可靠性和实时 性。
不同现场总线技术的比较
传输速率
不同现场总线技术的传输速率 不同，需要根据实际应用需求
选择合适的传输速率。
传输距离
不同现场总线技术的传输距离 也不同，需要根据实际应用需 求选择合适的传输距离。
无线化与智能化
无线现场总线技术将逐渐普及，实现设备间无线通信，降低布线成本，提高系统灵活性。 同时，智能化现场总线技术将进一步提高设备的自适应性、自诊断能力和远程监控能力。
标准化与互操作性
现场总线技术将更加注重标准化和互操作性，以实现不同厂商设备之间的无缝集成，降低 系统维护和升级成本。
面临的挑战与问题分析
定义：现场总线是一种用于工业 自动化领域，在现场设备之间实 现通信和控制，以及与上级控制 系统进行信息交互的通信技术。
CC-Link现场总线技术综述
具有丰富的RAS
如下图所示
1、备用主站功 能：即使主站 发生异常情况 、备用主站将 会使通讯继续。
具有丰富的RAS
2、从站脱离功 能： 当一个从站发生 异常时可以将其 切断，CC-Link 允许其他站继续 通信
切断
具有丰富的RAS
2、自动回复功 能： 当异常恢复时， CC-Link能让脱 离的从站自动 恢复，加入数据 连接中。
CC-Link通讯原理
CC—Link的底层通讯协议遵循RS485，具体的通讯 方式请参照图1。
CC-Link通信原理
CC—Link提供循环传输和瞬时传输两种通信 方式。一般情况下，CC—Link主要采用广播一轮 询(循环传输)的方式进行通讯。 具体的方式： 主站将刷新数据发送到所有从站，与此同时轮 询从站1； 从站1对主站的轮询作出响应，同时将该响应 告知其它从站； 主站轮询从站2(此时并不发送刷新数据)，从 站2给出响应，并将该响应告知其它从站； 依此类推，循环往复。
CC-Link通信原理
• ……
CC-Link通信原理
广播一轮询时的数据传输帧格式如图2： 基于（HDLC） ⑴标准帧格式 F F F A1 A2 ST1 ST2 DATA（Max.9 CRC 18byte) ⑵轮询-刷新数据 F F F A A2 ST1 ST2 RY( RWw(5 报文 CRC 1 256 12B) （150 B) B） F F F F F F
CC-link的系统配置
主站
从站 远程站Βιβλιοθήκη 远程I/O站智能设备站
远程设备站
本地站
CC-link的传输速度和距离
CCLink具有高速的数据传输速度，最高可以达到10Mbps， 其数据传输速度随距离的增长而逐渐减慢，传输速度和 距离的具体关系如表
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。
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。
现场总线综述及应用实例
现场总线技术综述一.概述现场总线控制系统技术是20 世纪80 年代中期在国际上发展起来的一种崭新的工业控制技术。
现场总线控制系统（FCS）的出现引起了传统的PLC和DCS控制系统基本结构的革命性变化。
现场总线系统技术极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量，使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。
更重要的是从原来的面向设备选择控制和通信设备转变成为基于网络选择设备。
尤其是20世纪90 年代现场总线控制系统技术逐渐进入中国以来，结合Internet 和Intranet 的迅猛发展，现场总线控制系统技术越来越显示出其传统控制系统无可替代的优越性。
现场总线控制系统技术已成为工业控制领域中的一个热点。
1.现场总线的特点现场总线技术实际上是采用串行数据传输和连接方式代替传统的并联信号传输和连接方式的方法，它依次实现了控制层和现场总线设备层之间的数据传输，同时在保证传输实时性的情况下实现信息的可靠性和开放性。
一般的现场总线具有以下几个特点：（1）布线简单（2）开放性（3）实时性（4）可靠性2.现场总线的优点由于现场总线以上的特点，特别是现场总线系统结构的简化，使控制系统的设计，安装，投运到正常生产运行以及检修维护，都体现出优越性。
1.节省硬件数量与投资，2.节省安装费用3.节省维护开销4.用户具有高度的系统集成主动权5.提高了系统的准确性与可靠性3.现场总线的应用领域目前现场总线技术的应用主要集中在冶金、电力、水处理、乳品饮料、烟草、水泥、石化、矿山以及OEM用户等各个行业，同时还有道路无人监控、楼宇自动化、智能家居等新技术领域。
二．现场总线的标准1.IEC61158的制定1984年IEC提出现场总线国际标准的草案。
1993年才通过了物理层的标准IEC1158-2,并且在数据链路层的投票过程中几经反复。
发展61158现场总线的本意是“排他的和联合的”，各自独立的“现场总线”将给用户带来许多头疼的技术问题，牺牲的是用户的利益。
现场总线在国内电厂的应用
现场总线在国内电厂的应用
现场总线技术是一种智能化的控制技术，它将传感器、执行器和控制器通过一条数字
化通信线路进行连接，形成一个集中式控制系统。
现场总线技术不仅可以提高控制系统的
可靠性、可扩展性和安全性，还可以降低控制系统的维护成本和升级成本。
在国内电厂的
应用中，现场总线技术已经得到了广泛的应用。
在电力传输方面，现场总线可以将传感器和执行器直接连接到控制器上，消除了传统
控制系统中大量的电缆和接线盒等硬件设备，降低了信号传输的干扰和误差。
同时，现场
总线技术还可以对电力传输系统进行实时监测和故障诊断，最大限度地提高了电力传输的
可靠性和安全性。
在电力发电方面，现场总线可以通过连接燃煤机组、燃气机组、汽轮机组等关键设备，实现对发电过程的实时监控和优化控制。
现场总线还可以自动调节燃料供给、控制蒸汽温
度和压力、调整发电负荷等关键参数，最大限度地提高了发电效率和可靠性。
四、现场总线在电力检修和维护方面的应用
在电力检修和维护方面，现场总线可以实现对关键设备的实时诊断和预测性维护。
现
场总线技术还可以自动识别设备故障并发出报警信号，提供详细的故障信息和维修方案，
最大限度地提高了电力设备的可靠性和维护效率。
总之，现场总线技术在国内电厂的应用已经越来越广泛，成为了电力控制的主要趋势
和发展方向。
通过现场总线技术的应用，可以提高电力传输、发电、配电和维护的效率和
可靠性，促进电力行业的持续健康发展。
现场总线在国内电厂的应用
现场总线在国内电厂的应用现场总线（Fieldbus）是一种用于连接自动控制系统中各个现场设备的通信协议和网络，它提供了一种实时、可靠、高效的数据通信方式。
在国内电厂中，现场总线技术得到了广泛的应用，能够有效地提高电厂的自动化水平和管理效率。
现场总线在电厂的仪表和控制系统中应用广泛。
在电厂的各个现场设备上，如发电机、汽轮发电机组、锅炉、变压器等，都需要安装大量的仪表和控制设备进行监测和控制。
现场总线可以通过串行通信方式将这些设备连接在一起，实现设备之间的数据交互和控制指令的传输。
这样一来，电厂工作人员可以通过集中监控系统对这些设备进行实时监测和远程控制，大大提高了电厂的运行效率和可靠性。
现场总线在电厂的安全监控系统中也有重要的应用。
电厂是一个大型的工业设施，存在着一定的安全风险，如高温、高压、有毒气体等。
现场总线可以将各个安全监测设备连接在一起，实时监测电厂的安全状况，并及时发出预警信号。
现场总线还可以将这些监测数据传输到中央控制室，方便工作人员进行安全管理和应急处理，最大程度地保证电厂的安全运行。
现场总线还可以用于电厂的能耗管理和节能控制。
电厂的能耗管理是保证电厂运行经济性的关键环节，现场总线可以将各个能耗设备（如电表、水表、气表等）连接在一起，实时监测和记录电厂的用能情况，并通过数据分析和统计报表，帮助电厂管理人员进行能耗分析和节能控制，达到降低能耗和提高电厂经济效益的目的。
现场总线在国内电厂的应用广泛而重要。
它可以实现电厂各个设备之间的数据交互和控制指令的传输，提高电厂的自动化水平和管理效率。
现场总线还能够在电厂的安全监控系统中发挥重要作用，保证电厂的安全运行。
现场总线还可以实现电厂的能耗管理和节能控制，提高电厂的经济效益。
现场总线在国内电厂的应用前景非常广阔。
现场总线现场总线应用实例ppt课件
现场总线控制系统
现场总线应用实例
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
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MODEM
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.系统结构
可连接到信息网 网关
2.系统各部分功能
现场总线在国内电厂的应用
现场总线在国内电厂的应用【摘要】现场总线技术是一种在国内电厂广泛应用的通信协议，旨在实现设备之间的实时数据传输和通信。
本文首先介绍了现场总线技术的基本概念和特点，包括其在电厂中的应用优势和挑战。
然后通过具体案例分析，探讨了现场总线在电厂中的实际应用情况，并展望了其在未来的发展趋势。
结论部分指出，现场总线技术在国内电厂中具有巨大的潜力，将成为电厂自动化控制系统的重要组成部分，推动电厂智能化和高效化发展。
这些内容共同揭示了现场总线技术在国内电厂中的应用前景，为电厂行业的发展提供了有力支持和指导。
【关键词】现场总线、国内电厂、应用案例分析、优势、挑战、未来发展、应用前景、潜力、自动化控制系统、智能化、高效化。
1. 引言1.1 现场总线在国内电厂的应用现场总线技术是一种常用于工业控制系统中的通讯技术，它将传感器、执行器以及控制器连接在一起，实现实时数据的传输和通讯。
在国内电厂中，现场总线技术已经得到广泛应用，并取得了显著的成效。
现场总线技术在国内电厂中的应用案例分析表明，它能够实现设备之间的实时监测和控制，提高了电厂的生产效率和运行安全性。
通过现场总线技术，电厂可以实现设备的远程监控和智能化控制，减少人工干预，提高生产效率。
现场总线技术在电厂中具有诸多优势。
它能够减少布线成本、提高系统可靠性、简化系统维护等，进一步促进了电厂的智能化和自动化程度。
现场总线技术也面临挑战，如通讯安全性、兼容性等问题，需要不断加强研究和改进。
未来，现场总线技术在国内电厂中的应用前景展望非常广阔。
随着工业互联网的发展和电力行业的智能化趋势，现场总线技术将成为电厂自动化控制系统中不可或缺的一部分，为电厂的智能化、高效化提供强有力支持。
现场总线技术在国内电厂中具有巨大的潜力，将成为电厂未来发展的重要方向之一。
2. 正文2.1 现场总线技术的介绍现场总线技术是一种用于工业自动化控制系统的通信网络技术，它可以实现各种现场设备和控制器之间的数据交换和通信。
《现场总线技术及应用》课件1现场总线技术概述
随着生产规模的扩大，操作人员需要同时按多点的信息 对生产过程实行操作控制，于是出现了气动、电动系列的 单元组合式仪表，这些仪表采用统一的模拟信号。
3、集中式数字控制系统
模拟控制系统中的模拟信号的传递需一对一的物理 连接，信号变化缓慢，很难提高控制系统的速度和精度， 随着计算机技术的发展，控制系统实现了集中数字控制。
• 数字信号的精确性：数字信息可排除模拟信息传输和转换中 所产生的误差。
• 由于现场总线是双向的，因此能够从中心控制室对现场智能 仪表进行控制，使远程调整、诊断和维护成为可能，甚至能 够在故障发生前进行预测。
四、现场总线控制系统的技术特点
系统的开放性 2. 互操作性与互用性 3. 现场设备的智能化与功能自治性 4. 系统结构的高度分散性 5. 对现场环境的适应性
第一章 现场总线技术概述
现场总线的发展背景 现场总线控制系统 几种有影响的现场总线 现场总线技术的现状及其发展前景
第一节 现场总线的发展背景
自动控制系统：在无人直接参与下可使生产过程或其他过 程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统 是实现自动化的主要手段。自动控制系统已被广泛应用于 人类社会的各个领域。在工业方面，对于冶金、化工、机 械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、 压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都有相 应的控制系统；在农业方面的应用包括水位自动控制系统、 农业机械的自动操作系统等。在军事技术方面，自动控制 的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导 与控制系统等。在航天、航空和航海方面，除了各种形式 的控制系统外，应用的领域还包括导航系统、遥控系统和 各种仿真器。
现场总线的发展趋势
网络结构趋向简单化
现场总线技术及其在电力行业中的应用
现场总线技术及其在电力行业中的应用一、引言我国因用电紧缺，急需一批先进的大型火电机组，但我国这方面技术落后，从国外引进。
同时也引进了分散控制系统和PLC。
FCS是由DCS与PLC发展而来，FCS不仅具备DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的一步。
而目前，新型的DCS与新型的PLC，都有向对方靠拢的趋势。
新型的DCS已有很强的顺序控制功能；而新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，已有很大的交叉。
DCS系统的关键是通信。
也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。
由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。
数据公路的媒体可以是：一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。
通过数据公路的设计参数，基本上可以了解一个特定DCS系统的相对优点与弱点。
为保证通信的完整，大部分DCS厂家都能提供冗余数据公路。
为了保证系统的安全性，使用了复杂的通信规约和检错技术。
所谓通信规约就是一组规则，用以保证所传输的数据被接收，并且被理解得和发送的数据一样。
目前在DCS系统中一般使用两类通信手段，即同步的和异步的，同步通信依靠一个时钟信号来调节数据的传输和接收，异步网络采用没有时钟的报告系统。
二、现场总线技术2.1 现场总线的概念现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。
也就是将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。
原来这些机器间的主体配线是ON/OFF、接点信号和模拟信号，通过通讯的数字化，使时间分割、多重化、多点化成为可能，从而实现高性能化、高可靠化、保养简便化、节省配线（配线的共享）。
传统的4-20mA信号连接，信息量有限，严重制约了企业信息集成和企业综合自动化的实现。
现场总线技术把孤立的现场级设备带进了企业信息网络中。
2.2 Profibus 技术介绍PROFIBUS，是一种国际化。
现场总线技术及其应用
01
现场总线技术的应用领域
工业自动化
总结词
现场总线技术在工业自动化领域的应用非常广泛，它 简化了工业控制系统的结构，提高了控制精度和可靠 性，降低了设备和系统的维护成本。
详细描述
现场总线技术最初是为了满足工业生产现场的需求而 发展起来的。在工业自动化领域，现场总线技术被广 泛应用于各种生产设备之间的通信和控制系统，如数 控机床、机器人、温度控制器等。通过现场总线技术 ，这些设备可以相互连接并进行数据交换，从而实现 更加精确和可靠的生产控制。此外，现场总线技术还 可以用于工业生产现场的远程监控和管理，使得管理 人员可以随时了解生产现场的情况，及时发现并解决 问题。
现场总线技术及其应用
汇报人： 日期:
contents
目录
• 现场总线技术概述 • 现场总线技术的体系结构 • 现场总线技术的通信协议 • 现场总线技术的应用领域 • 现场总线技术的展望与发展趋势 • 现场总线技术应用案例分析
01
现场总线技术概述
定义和特点
定义
现场总线是一种用于工业自动化领域的数据通信协议，它允许设备之间进行数字通信，以实现设备间 的数据交换和控制操作。
01
现场总线技术的体系结构
物理层
物理层的定义
物理层是现场总线技术的最底层 ，负责在通信设备之间传输原始 比特流，涉及机械、电气、定时
和同步等方面。
物理层的特性
物理层具有规范化的物理设备接 口，如电缆、连接器、终端电阻 等，并规定了通信设备的电气特
性，如电压、电流等。
物理层的关键技术
物理层的关键技术包括信号编码 、同步和传输技术等，以保证信
网络安全问题
随着现场总线技术的广泛应用，网络安全问题也变得越来 越重要。需要采取有效的措施来确保数据的安全性和可靠 性。
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。
现场总线在国内电厂的应用
现场总线在国内电厂的应用一、现场总线技术概述现场总线是指在现场设备之间进行数据交换和控制的技术，它可以实现现场设备智能化、网络化和集成化。
现场总线技术通过集线器、数据采集模块、PLC（可编程逻辑控制器）等设备的连接，实现设备之间的数据传输和通信。
现场总线技术的主要特点包括通信速度快、通信效率高、设备连接简单、数据安全可靠等。
在电厂中，现场总线技术被广泛应用在各种设备和系统中，如发电机组、变压器、开关设备、输电线路等。
通过现场总线技术，电厂可以实现对设备的实时监测、远程控制、故障诊断以及数据采集和处理等功能，为电厂的安全稳定运行提供了有力的支持。
二、现场总线在电厂中的应用1. 发电机组控制在电厂中，现场总线技术被广泛应用于发电机组的控制系统中。
通过现场总线技术，电厂可以实现对发电机组的实时监测和远程控制，包括电流、电压、功率因数、转速等参数的监测和调节。
通过现场总线技术，电厂可以实现对发电机组的智能管理和优化控制，提高发电效率和降低能耗。
2. 输电线路监测3. 变压器监控现场总线技术可以应用于电厂的变压器监控系统中，实现对变压器的实时监测和故障诊断。
通过现场总线技术，电厂可以实时获取变压器的温度、湿度、油位、绝缘电阻等参数，并对变压器的运行状态进行监测和评估。
一旦发现变压器出现故障，电厂可以通过现场总线技术进行远程控制和故障处理，保障变压器的安全运行。
4. 电厂自动化控制系统5. 数据采集与处理1. 提高设备智能化水平现场总线技术可以实现对电厂设备的远程监测和智能控制，提高了设备的智能化水平。
通过现场总线技术，电厂可以实时获取设备的运行状态和参数，对设备进行远程控制和调节，提高了设备的自动化管理能力。
2. 提升生产效率3. 降低能耗4. 提高运行安全性随着信息技术的不断发展和进步，现场总线技术将会在电厂中得到更广泛的应用和推广。
未来，现场总线技术将进一步发展和完善，包括通信速度提高、通信协议统一、设备接口标准化等方面的技术改进。
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。
现场总线技术综述PPT课件
二、现场总线的技术特点
一般把现场总线系统称为第五代控制系统，也称作FCS——现场总 线控制系统。人们一般把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一 代，把4～20mA等电动模拟信号控制系统称为第二代，把数字计算机集 中式控制系统称为第三代，而把70年代中期以来的集散式分布控制系统 DCS称作第四代。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统，一方 面，突破了DCS系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标 准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把DCS的集 中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功 能彻底下放到现场。可以说，开放性、分散性与数字通讯是现场总线系 统最显著的特征。
四、现场总线的现状
1、多种总线共存 现场总线国际标准IEC61158中采用了8种类型： FF的H1； ControlNet; ProfiBus; P-Net; FF的HSE; SwiftNet; WorldFIP; INTERBUS
现场总线控制系统：第7章 现场总线技术应用综合举例
1. 选用现场总线技术的原因
时代及技术进步的要求 彻底分散控制，提高系统的可靠性 提高整个系统的智能化水平 大幅度节约系统成本的要求
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7.1 要考虑的几个问题
● 现场总线技术 的应用
2. 现场总线技术最适合使用的场合
行业选择
现场总线技术是自动化领域的一项新技术，适合在许多行业中使用： 如制造业、流程工业、石油化工、烟草工业、电力系统等。
集成了主站功能和商用计算机功能的一体化嵌入式超小 型IPC
从站选择
从站数量的选择：根据控制点在现场的分布情况来合理 设置从站。
类型选择：根据从站I/O点的类型和数量来选择从站中 使用的I/O模块的类型和数量。
老系统改造中旧设备的继续使用
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7.1 要考虑的几个问题
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7.3 举例
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系统控制点数的确定
控制点数的确定是必不可少的。控制点的主要类型包括开关 量输入点、输出点和模拟量输入点、输出点。
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7.1 要考虑的几个问题
● 现场总线技术 的应用
4. 组成和设计FCS的方法
主站选择
可以插入工控机中的现场总线主站模板
集成有主站功能的大中型PLC
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7.2 PROFIBUS常用产品
● 现场总线技术 的应用
1. DP常用产品
市场上DP的产品比较多，主要制造商有SIEMENS公司、BECKHOFF公 司、WAGO公司、TRUCK公司以及VIPA公司等。
现场总线技术文献总结
现场总线技术文献总结《现场总线技术文献总结》的范文，篇一：现场总线技术文献综述《现场总线技术》论文题目:论文类型：姓名: 学号: 班级: 论文现场总线技术文献综述文献综述20XX 年 6 月 6 日摘要现场总线(Fieldbus)是指开放式、国际标准化、数字化、相互交换操作的双向传送、连接智能仪表和控制系统的通信网络。
它作为工厂数字通信网络的基础?沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。
它不仅是一个基层网络?而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。
这是一项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术?是信息化带动工业化和工业化推动信息化的适用技术?是能应用于各种计算机控制领域的工业总线?因现场总线潜在着巨大的商机?世界范围内的各大公司投入相当大的人力、物力、财力来进行开发研究。
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 的真别在于其现场总线技术。
现总线技术以数字信号取代模拟信号?在 3C(puter 计算机、Control 控、mcenication 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?范文TOP100许多控制功能从控制室移至现场设备。
由于国际上各大公司在现场总线技术这一领域的竞争?仍未形成一个统一的标准?目前现场总线网络互联都是遵守 OSI 参考模型。
由于现场总线以计算机、微电子、网络通讯技术为基础?这一技术正在从根本上改变控制系统的理念和方法?将极大地推动整个工业领域的技术进步?对工业自动化系统的影响将是积极和深远的。
关键字?CAN总线、LonWorks总线、FF总线AbstractFieldbus (Fieldbus) refers to open,international standardization,digital and mutual exchange operations two-way transmission,connecting intelligent instrument and control system of munication work.It as plant digital munication work,the basis of the production process munication between field and the control equipment with higher control management level and the contact between.It s not only a grass-roots work,but also a kind of open,new whole distribution control system.This is anintelligent sensing,control,puter,digital munication technology as the main contents of the prehensive technology,isbeing an information based society impetus industrialization and the industrialization push the applicable technology,information can be applied to various puter control areas of industrial bus,because of fieldbus potential great opportunities,the worldwide each big panies invest considerable human,material ndfinancial resources to develop research .Today's Fieldbus technology has been international panies petitivefield,because of Fieldbus technology unceasing innovation,process Control System consists of the fourth generation since the DCS development of Fieldbus Control System (FCS) System,has been called the fifth generation process Control System .But the real difference of DCS and FCS in the fieldbus technology.Now bus technology replaced with digital signal analog signals in 3C (puter Control Control,puter,mcenication munication) technology,and on the basis of field test and Control information of in situ Set,in situ treatment and on-the-spot use,many control functions from the control roommoved to site equipment.The big pany becauseinternational in the fieldbus technology this field of petition,still not form an unified standards,currently fieldbus work interconnection abide by the OSI reference model .Because of fieldbus to puters,microelectronics,work munication technology as thefoundation,this technology are fundamentally change control system concepts and methods,will greatly promote the whole industry to progress of technology,industrial automation system,the effect will be positive and far-reaching.Key word: thecan bus,LonWorks fieldbus,FF bus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控制装置/系统之间的一种串行数字式多点双向通信的数据总线。
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现场总线技术综述一.概述现场总线控制系统技术是 20 世纪 80 年代中期在国际上发展起来的一种崭新的工业控制技术。
现场总线控制系统（FCS）的出现引起了传统的PLC 和 DCS 控制系统基本结构的革命性变化。
现场总线系统技术极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量，使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。
更重要的是从原来的面向设备选择控制和通信设备转变成为基于网络选择设备。
尤其是 20世纪90 年代现场总线控制系统技术逐渐进入中国以来，结合 Internet 和 Intranet 的迅猛发展，现场总线控制系统技术越来越显示出其传统控制系统无可替代的优越性。
现场总线控制系统技术已成为工业控制领域中的一个热点。
1.现场总线的特点现场总线技术实际上是采用串行数据传输和连接方式代替传统的并联信号传输和连接方式的方法，它依次实现了控制层和现场总线设备层之间的数据传输，同时在保证传输实时性的情况下实现信息的可靠性和开放性。
一般的现场总线具有以下几个特点：（ 1）布线简单（ 2）开放性（ 3）实时性（ 4）可靠性2.现场总线的优点由于现场总线以上的特点，特别是现场总线系统结构的简化，使控制系统的设计，安装，投运到正常生产运行以及检修维护，都体现出优越性。
1.节省硬件数量与投资，2.节省安装费用3.节省维护开销4.用户具有高度的系统集成主动权5.提高了系统的准确性与可靠性3.现场总线的应用领域目前现场总线技术的应用主要集中在冶金、电力、水处理、乳品饮料、烟草、水泥、石化、矿山以及 OEM 用户等各个行业，同时还有道路无人监控、楼宇自动化、智能家居等新技术领域。
二．现场总线的标准1.IEC61158 的制定1984年 IEC 提出现场总线国际标准的草案。
1993年才通过了物理层的标准IEC1158-2并且在数据链路层的投票过程中几经反复。
发展61158现场总线的本意是“排他的和联合的”，各自独立的“现场总线” 将给用户带来许多头疼的技术问题，牺牲的是用户的利益。
在现场总线领域里，德国派（ISP, Interoperable System Project^互操作系统规划，是一个以 Profibus 为基础制定的现场总线国际组织）和法国派（ WORLD FI P ）的对持十分激烈，互不相让，以至于IEC无法通过国际标准。
1994年6月在国际上要求联合强烈的呼声和用户的压力下，ISP和World FIP成立了 FF（Fieldbus Foundation现场总线基金会）,推出了 FF现场总线。
IEC投票的文本就是以FF为蓝本的方案。
这是现场总线发展的主流方向。
由于 FF 的目标是致力于建立统一的国际标准，它的成立实质上意味着工业界将摒弃ISP （含PROFIBUS）和 WORLD FIP。
它的成立导致了德国派ISP 立即解散；法国派（WORLD FIP ）已经明确表示不反对IEC的方案，并且可以友好地与IEC方案互联，甚至提出了与FF无缝连接”方案；而剩下的德国派 PROFIBUS因为与FF的方案和技术途径不同，过渡将是非常困难，因此强烈反对 IEC 方案以保住市场份额。
但是PROFIBUS 提出的技术理由仅仅是一些支节问题，于是一些评论认为它是出于商业利益的驱动去反对FF,国际上的现场总线之争已经演变成为PROFIBUS的德国派与以FF为代表的联合派”竞争。
有趣的是工业国家的大公司往往“脚踏几条船”加入各种现场总线以获得更多的商业利益，如最能说明问题的是最主要的反对者西门子公司（PROFIBUS主要成员）也参加了 FF。
这种具有特殊意义事实已经说明了 PROFIBUS要与FF对抗在技术上处于明显的劣势。
在现场总线国际标准IEC61158中，采用了一带七的类型，即：类型1原IEC61158技术报告（即FF — H1）类型2 Control Net （美国Rockwell ）公司支持类型3 Profibus （德国SIEMENS公司支持）类型4 P-Net （丹麦Process Data公司支持）类型5 FF HSE (即原FF H2, 美国Fisher Rosemount公司支持)类型6 Swift Net (美国波音公司支持)类型 7 WorldFip (法国 Alstom 公司支持)类型 8 In terbus (德国 Phoe nix con tact 公司支持)目前 61158的基本原则是不改变原来 61158 的内容,作为类型 1不改变各个子集的行规,作为其他类型,并对类型 1 提供接口2. 关于IEC62026 的情况IEC62026的情况就没有那么复杂，它的构成如下：IEC62026 －1 一般要求 General Rules(in preparation)IEC62026 －2 电器网络 Device Network(DN)IEC62026 －3操动器传感器接口 Actuator sensor interface(ASI)IEC62026 －4 协议(规约) LontalkIEC62026 －5 灵巧配电系统 Smart distributed system(SDS)IEC62026 －6多路串行控制总线。
Serial Multiplexed Control Bus(SMCB)另外IEC17B又发出一个NP文件“《Device Word FIP》电器网络“ 1998 年4月投票失败尚未成为IEC62026系列的CD文件。
而In terbus努力成为第7部分。
2000年 6月以下文件将进入最后一轮投票，并通过，(即将出版)IEC62026 －1 一般要求 General Rules(in preparation)IEC62026 －2电器网络 Device Network(DN)IEC62026 －3操动器传感器接口 Actuator sensor interface(ASI)IEC62026 －5 灵巧配电系统 Smart distributed system(SDS)3. ISO11898现场总线领域中，在IEC61158和62026之前，CAN是唯一被批准为国际标准的现场总线。
CAN由ISO/TC22技术委员会批准为国际标准£011898(通信速率v1Mbps)和ISO11519 (通信速率＜ 125Kbps 。
CAN总线得到了计算机芯片商的广泛支持，它们纷纷推出直接带有CAN接口的微处理器(MCU )芯片。
带有 CAN 的 MCU 芯片总量已经达到 130,000,000片(不一定全部用于 CAN 总线)；因此在接口芯片技术方面 CAN 已经遥遥领先于其他所有现场总线。
需要指出的是 CAN 总线同时是 IEC62026 －2 电器网络 Device Network(DN) 和 IEC62026 －5 灵巧配电系统 Smart distributed system(SDS) 的物理层，因此它是 IEC62026 最主要的技术基础。
三．几种典型的现场总线介绍1．ProfibusPROFIBUS是1987年，德国联邦科技部集中了 13家公司的5个研究所的力量，按ISO/OSI参考模型制订的现场总线的德国国家标准，其主要支持者是德国西门子公司，并于1991年4月在DIN19245中发表，正式成为德国标准。
开始只有 PROFIBUS-DP 和 PROFIBUS-FMS，1994年又推出了 PROFIBUS- PA，它引用了 IEC标准的物理层(IEC1158-2,1993年通过)，从而可以在有爆炸危险的区域(EX)内连接本质安全型通过总线馈电的现场仪表，这使 PROFIBUS更加完善。
PROFIBUS已于1996年3月15日批准为欧洲标准 EN50170 的第 2卷。
①组成：PROFIBUS 有三个部分组成：PROFIBUS-FMS (Field Message Specificatio n)主要是用来解决车间级通用性通讯任务。
可用于大范围和复杂的通讯。
总线周期一般小于 100ms。
PROFIBUS-DP (Decentralized Periphery这是一种经过优化的高速和便宜的通信总线，它的设计是专门为自动控制系统与分散的I/O设备级之间进行通信使用的。
总线周期一般小于 10ms。
,Profibus-PA(Process Automation) 是专门为过程自动化设计的，它可使传感器和执行器按在一根共用的总线上，甚至在本质安全领域也可接上。
根据 IEC1158-2标准，PROFIBUS-PA用双线进行总线供电和数据通信。
②协议结构Profibus协议结构是根据ISO7498国际标准以OSI作为参考模型的。
但省略了 3〜6层，同时又增加了服务层。
PROFIBUS-DP 使用了第一层(物理层)，第二层(数据链路层)和用户接口，第三层到第七层未加以描述。
这种结构确保了数据传输的快速和有效进行，直接数据链路映象( DDLM )为用户接口易于进入第二层。
用户接口规定了用户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，还提供了传输用的 RS485传输技术或光纤传输技术。
PROFIBUS- FMS :对第一层、第二层和第七层（应用层）均加以定义。
PROFIBUS- PA:采用了扩展的DP协议。
另外还使用了描述现场设备行为的PA 规约。
根据IEC1158 — 2标准，这种传输技术可确保其本质的安全性并通过总线给现场设备供电。
使用分段式耦合器，PROFIBUS— PA设备能很方便地集成到PROFIBUS— DP网络上。
PROFIBUS— DP和PROFIBUS — FMS系统使用了同样的传输技术和统一的总线访问协议，因而这二套系统可在同一根电缆上同时操作。
③传输技术PROFIBUS提供了三种类型的传输：用于DP和FMS的RS485传输用于PA和IEC1158— 2传输光纤（FO）A.RS485传输是PROFIBUS最常用的一种传输技术，这种技术通常称为 H2。
采用屏蔽双绞铜线，共用一根导线对。
线性总线结构允许站点增加或减少，而且系统的分步投入也不会影响到其它站点的操作。
后增加的站点对已投入运行的站点没有任务影响。
传输速率可选：9.6Kbps和12Mbps之间。
站点数：每分段32个站，不带中继器；带中继器可多达 127个站传输距离：1B.IEC1158— 2传输技术是一种位同步协议，可进行无电流的连续传输，通常称为H1 o传输速率：31.25Kbps，电压式。
站点数：每段最多为32个，总数最多为126个距离：采用双绞线电缆，传输距离可达 1900m 。
C. Profibus 系统在电磁干扰很大的环境下应用时，可使用光纤导体以增 加高速传输的最大距离。