一工业控制网络概述全解
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1. 1983年现场总线的概念首先在欧洲兴起，丹麦的 Process Data公司推出P－Net； 2. 1984年IEC就开始制订现场总线的国际标准，稍后即 成立了推广及试用的组织IFC； 3. 1984年德国Siemens公司推出Profibus总线，于1989 年成为德国国家标准；
4. 1987年法国Alston公司推出FIP总线，于1990年成为 法国国家标准；
—工业控制网络—
第一章
概论
控制网络 现场总线的概念与产生 现场总线的标准化
—工业控制网络—
第2节 现场总线的概念与产生
—工业控制网络—
现场总线的概念
按照 IEC 对现场总线 (FieldBus) 一词的定义，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。 这是由IEC/TC65负责Leabharlann Baidu量和控制系统数据通信部分 国际标推化工作的SC65/WG6定义的。
二、IEC/TC17/SC17B
IEC/TCl7是分管电器的标准化委员会，其下的SC17B是负责低 压电器的分委员会，也制订了与之有关的现场总线的标准。 通过了IEC62026，包括：ASI、DeviceNet、SDS和Seriplex。
三、ISO
ISO11898 CAN
—工业控制网络—
现场总线的标准化历程
—工业控制网络—
现场总线的标准化历程
5. 1993年，CAN成为国际标准ISO11898； 6. 1993年IEC61158-2物理层规范通过表决成为国际标准， 但关键的链路层因与Profibus有分歧，遭到德国为首 的一些国家的抵制而未获通过。 7. 1993年WorldFIP成立。WorldFIP是世界工厂仪表协议 (World Factory Instrumentation Protocol) 简称。 它基于法国的FIP,它也有100多家公司参加,由 Honeywell公司牵头。
—工业控制网络—
控制网络的概念
控制网络将多个 分散在生产现场，具 有数字通信能力的测 量控制仪表作为网络 节点，采用公开、规 范的通信协议 ，以现 场总线作为通信连接 的纽带，把现场控制 设备连接成可以相互 沟通信息，共同完成 自控任务的网络系统 与控制系统。
—工业控制网络—
控制网络的概念
控制器
—工业控制网络—
现场总线的标准化历程
8. 1994年6月，ISP与WorldFIP感到二大阵营旗鼓相当，谁 也胜不了谁，于是握手言和，合并成为现场总线基金会 (FieldbusFoundation)简称FF，它推出的基金会现场总 线(FoundationFieldbus)也简称FF。 9. 1994年因FF已成立，IFC解散了。现场总线基金会FF成 立以后，现场总线国际标准理应顺利产生，但事实并非 如此。 10. 1996年12月30日，对经过改进后的链路层又进行了一次 投票表决，但还是因为与Profibus不一致而遭到德国为 首的一些欧洲国家的反对，未通过。
从实际应用的角度出发，控制界也不断在控制精度、
可操作性、可维护性、可移植性等方面提出新需求。
—工业控制网络—
现场总线的产生
进人20世纪90年代，工业生产的规模越来越大，生产 的过程也日益强化；因此对生产过程进行检测与控制的点 数与质量要求也越来越高；随着测点的增加，所需的控制
电缆数势必随之增涨。
—工业控制网络—
制订现场总线标准的机构
一、IEC/TC65/SC65C/WG6
IEC/TC65是国际电工委员会第65分技术委员会，它成立于1969 年。 SC65C是IEC/TC65下的分委员会 (SC是SubCommittee的缩写)， 负责测量和控制系统的数字数据通信的标准化工作。 WG6是SC65C 下的工作组 (WG是WorkingGroup的缩写，WG6是第6工作组)， 通过了IEC 61158标准。
—工业控制网络—
现场总线的标准化历程
11. 对此标准持支持态度的法国与美国又根据ISO/IEC导则 的有关规定，向IEC中央秘书处提出复议请求，其理由 是反对票中的奥地利因未涉及任何理由，应作为弃权票 处理。1997年4月30日IEC中央秘书处在日内瓦召开联席 会议专门对现场总线标准的复议问题进行了讨论，最终 决定对数据链路层标准进行重新表决。 12. 由于巴西投票在规定日期内己送达了SC65C秘书处而没 有上报到IEC中央秘书处，TC65主席 (德国)坚持巴西一 票作为弃权处理。巴西强烈抗议，在美、日、法、英等 的支持下，决定接受巴西的这一票，这样链路层及应用 层的4个规范及服务定义 (IEC61158-3-6)进人了报批阶 段，如果这次表决成功，就成为国际标准了。
执行器
控制对象
检测器
—工业控制网络—
控制系统对网络的要求
在网络集成式控制系统中，网络是控制系统运行的动 脉，是通信的枢纽。
开放性
互操作性与互用性 通信的实时性 对环境的适应性
—工业控制网络—
工业控制网络的特点
—工业控制网络—
工业控制网络的特点
1、改变了传统控 制系统的结构形式 2、提供更为丰富 的信息 3、提高了信号测 量、控制和传输的 精度 4、打破了自动化 孤岛
器被嵌人到各种仪器设备中，形成了分布式控制系统。 通信技术的发展，促使传送数字化信息的网络技术开 始得到广泛应用。
—工业控制网络—
现场总线的产生
需求：
基于质量分析的维护管理、与安全相关系统的测试记 录、环境监视需求的增加，都要求仪表能在当地处理信息， 并在必要时允许被管理和访问，这些也使现场仪表与上级 控制系统的通信量大增。
因此，寻求现场仪表的数字化、智能化，使大量的一
般控制功能下放到现场去解决，以减少主机的负担；同时
通向控制室的电缆数量也要求减少。
—工业控制网络—
第一章
概论
控制网络 现场总线的概念与产生 现场总线的标准化
—工业控制网络—
第3节 现场总线的标准化
制订现场总线标准的机构 现场总线的标准化历程
工业控制网络
王 超
Email：wangchao@tju.edu.cn
工业控制网络
微机原理及应用
计算机控制技术基础
工业控制网络
通信与信息技术
过程控制系统 计算机控制理论与应用
—工业控制网络—
第一章
概论
控制网络 现场总线的概念与产生 现场总线的标准化
—工业控制网络—
第1节 控制网络
控制网络的概念 控制系统对网络的要求 工业控制网络的特点
—工业控制网络—
现场总线的产生
现场总线出现前的情况
在过程控制领域中，从20世纪50年代至今一直都在使用
着一种信号标准，那就是4-20mA的模拟信号标准。 20世纪70年代，数字式计算机引入到测控系统中，而 此时的计算机提供的是集中式控制处理。
—工业控制网络—
现场总线的产生
技术基础
20世纪80年代微处理器在控制领域得到应用，微处理
4. 1987年法国Alston公司推出FIP总线，于1990年成为 法国国家标准；
—工业控制网络—
第一章
概论
控制网络 现场总线的概念与产生 现场总线的标准化
—工业控制网络—
第2节 现场总线的概念与产生
—工业控制网络—
现场总线的概念
按照 IEC 对现场总线 (FieldBus) 一词的定义，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。 这是由IEC/TC65负责Leabharlann Baidu量和控制系统数据通信部分 国际标推化工作的SC65/WG6定义的。
二、IEC/TC17/SC17B
IEC/TCl7是分管电器的标准化委员会，其下的SC17B是负责低 压电器的分委员会，也制订了与之有关的现场总线的标准。 通过了IEC62026，包括：ASI、DeviceNet、SDS和Seriplex。
三、ISO
ISO11898 CAN
—工业控制网络—
现场总线的标准化历程
—工业控制网络—
现场总线的标准化历程
5. 1993年，CAN成为国际标准ISO11898； 6. 1993年IEC61158-2物理层规范通过表决成为国际标准， 但关键的链路层因与Profibus有分歧，遭到德国为首 的一些国家的抵制而未获通过。 7. 1993年WorldFIP成立。WorldFIP是世界工厂仪表协议 (World Factory Instrumentation Protocol) 简称。 它基于法国的FIP,它也有100多家公司参加,由 Honeywell公司牵头。
—工业控制网络—
控制网络的概念
控制网络将多个 分散在生产现场，具 有数字通信能力的测 量控制仪表作为网络 节点，采用公开、规 范的通信协议 ，以现 场总线作为通信连接 的纽带，把现场控制 设备连接成可以相互 沟通信息，共同完成 自控任务的网络系统 与控制系统。
—工业控制网络—
控制网络的概念
控制器
—工业控制网络—
现场总线的标准化历程
8. 1994年6月，ISP与WorldFIP感到二大阵营旗鼓相当，谁 也胜不了谁，于是握手言和，合并成为现场总线基金会 (FieldbusFoundation)简称FF，它推出的基金会现场总 线(FoundationFieldbus)也简称FF。 9. 1994年因FF已成立，IFC解散了。现场总线基金会FF成 立以后，现场总线国际标准理应顺利产生，但事实并非 如此。 10. 1996年12月30日，对经过改进后的链路层又进行了一次 投票表决，但还是因为与Profibus不一致而遭到德国为 首的一些欧洲国家的反对，未通过。
从实际应用的角度出发，控制界也不断在控制精度、
可操作性、可维护性、可移植性等方面提出新需求。
—工业控制网络—
现场总线的产生
进人20世纪90年代，工业生产的规模越来越大，生产 的过程也日益强化；因此对生产过程进行检测与控制的点 数与质量要求也越来越高；随着测点的增加，所需的控制
电缆数势必随之增涨。
—工业控制网络—
制订现场总线标准的机构
一、IEC/TC65/SC65C/WG6
IEC/TC65是国际电工委员会第65分技术委员会，它成立于1969 年。 SC65C是IEC/TC65下的分委员会 (SC是SubCommittee的缩写)， 负责测量和控制系统的数字数据通信的标准化工作。 WG6是SC65C 下的工作组 (WG是WorkingGroup的缩写，WG6是第6工作组)， 通过了IEC 61158标准。
—工业控制网络—
现场总线的标准化历程
11. 对此标准持支持态度的法国与美国又根据ISO/IEC导则 的有关规定，向IEC中央秘书处提出复议请求，其理由 是反对票中的奥地利因未涉及任何理由，应作为弃权票 处理。1997年4月30日IEC中央秘书处在日内瓦召开联席 会议专门对现场总线标准的复议问题进行了讨论，最终 决定对数据链路层标准进行重新表决。 12. 由于巴西投票在规定日期内己送达了SC65C秘书处而没 有上报到IEC中央秘书处，TC65主席 (德国)坚持巴西一 票作为弃权处理。巴西强烈抗议，在美、日、法、英等 的支持下，决定接受巴西的这一票，这样链路层及应用 层的4个规范及服务定义 (IEC61158-3-6)进人了报批阶 段，如果这次表决成功，就成为国际标准了。
执行器
控制对象
检测器
—工业控制网络—
控制系统对网络的要求
在网络集成式控制系统中，网络是控制系统运行的动 脉，是通信的枢纽。
开放性
互操作性与互用性 通信的实时性 对环境的适应性
—工业控制网络—
工业控制网络的特点
—工业控制网络—
工业控制网络的特点
1、改变了传统控 制系统的结构形式 2、提供更为丰富 的信息 3、提高了信号测 量、控制和传输的 精度 4、打破了自动化 孤岛
器被嵌人到各种仪器设备中，形成了分布式控制系统。 通信技术的发展，促使传送数字化信息的网络技术开 始得到广泛应用。
—工业控制网络—
现场总线的产生
需求：
基于质量分析的维护管理、与安全相关系统的测试记 录、环境监视需求的增加，都要求仪表能在当地处理信息， 并在必要时允许被管理和访问，这些也使现场仪表与上级 控制系统的通信量大增。
因此，寻求现场仪表的数字化、智能化，使大量的一
般控制功能下放到现场去解决，以减少主机的负担；同时
通向控制室的电缆数量也要求减少。
—工业控制网络—
第一章
概论
控制网络 现场总线的概念与产生 现场总线的标准化
—工业控制网络—
第3节 现场总线的标准化
制订现场总线标准的机构 现场总线的标准化历程
工业控制网络
王 超
Email：wangchao@tju.edu.cn
工业控制网络
微机原理及应用
计算机控制技术基础
工业控制网络
通信与信息技术
过程控制系统 计算机控制理论与应用
—工业控制网络—
第一章
概论
控制网络 现场总线的概念与产生 现场总线的标准化
—工业控制网络—
第1节 控制网络
控制网络的概念 控制系统对网络的要求 工业控制网络的特点
—工业控制网络—
现场总线的产生
现场总线出现前的情况
在过程控制领域中，从20世纪50年代至今一直都在使用
着一种信号标准，那就是4-20mA的模拟信号标准。 20世纪70年代，数字式计算机引入到测控系统中，而 此时的计算机提供的是集中式控制处理。
—工业控制网络—
现场总线的产生
技术基础
20世纪80年代微处理器在控制领域得到应用，微处理