现场总线技术简要概述

第5讲 现场总线技术简介
5-1 现场总线概述
现场总线简介 现场总线的发展与趋势 现场总线的主要技术特点 现场总线的优点 计算机控制系统、DCS 、 FCS
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
5-1-1 现场总线简介（1）
现场总线
– 是用于自动化等领域最底层的、具有开放、 统一的通信协议的通信网络
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
第二节 Unit 2 现场总线标准
Standard of Field Bus
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
本节主要内容
现场总线的七层模型 现场总线物理层标准简介 现场总线其它层次协议简介
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
5-2-1 现场总线的七层模型
物理层的编码方法 曼彻斯特Ⅱ（ManchesterⅡ）编码方法 本层的控制信号为：前导码、帧前定界码、帧
结束码 – 前导码 – 帧前定界码 – 帧结束码 现场总线分为高速和低速两类规范
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
5-2-3 现场总线其它层次协议简介（1）
数据链路层（DLL）
– 负责总线控制权的获取，出错检查，出错恢 复以及仲裁、规划、消息装帧等
ISO/OSI七层参考模型
– 物理层 （Physical Layer） – 数据链路层（Data Link Layer） – 网络层 （Network Layer） – 传输层 （Transport Layer） – 会话层 （Session Layer） – 表示层 （Presentation Layer） – 应用层 （Application Layer）
– 实现微机化的现场测量控制仪表或设备间的 双向串行多节点数字通信
现场总线技术
– 现场总线技术把单个分散的仪表或设备变成 了网络的节点
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第5讲 现场总线技术简介
5-1-1 现场总线简介（2）
现场总线控制系统FCS
– 以现场总线为纽带，连接分散的现场仪表或 设备，使之成为可以相互沟通信息、共同完 成自动控制任务的网络系统与控制系统
现场总线是企业综合自动化的发展需要
– 企业综合自动化是企业必然的选择与趋势 – DCS在实施企业综合自动化时的缺陷
通信是专用网络的封闭系统，无互换性
– 现场总线的解决方案
基于公开化、标准化，遵守同一协议规程的产品 具有互换性，可组成在同个系统中
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第5讲 现场总线技术简介
5-1-2 现场总线的发展与趋势（3）
与传统仪表的不同之处 现场总线技术的关键
– 使自动控制系统与现场设备具有通信能力 – 连接成网络系统
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
5-1-1 现场总线简介（3）
现场总线控制系统FCS的核心 现场总线的优点
– 适应了工业控制系统向分散化、网络化、智 能化方向发展的趋势
– 具有的开放性、数字化、多点通信等功能 – 应用领域不断扩大
智能仪表为现场总线的出现奠定了基础
– 智能化设备的提出 – 模拟通信式的智能设备 – 模拟-数字混合的智能设备 – 现场总线的出现
现场总线标准化的现状
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第5讲 现场总线技术简介
5-1-3 现场总线系统的技术特点
系统的开放性 互可操作性与互换性 现场设备的智能化与功能自治性 系统结构的高度分散性 对现场环境的适应性
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第5讲 现场总线技术简介
5-1-4 现场总线系统的优点
节省硬件数量与投资 节省安装费用 节省维护开销 用户具有高度的系统集成主动权 提高了系统的准确性与可靠性 提高了系统的可控性和可维护性
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
5-1-5 现场总线与计算机控制系统、DCS
现场设备 现场总线技术将基本控制功能已完全下 放到现场 现场控制系统FCS FCS未来的趋势
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
5-1-6 现场总线标准化组织及标准(1)
国际电工委员会（IEC）和美国仪表协会 （ISA） – IEC/ISA标准 现场总线基金会（简称FF） – 采用IEC/ISA标准，未定义的采用自
己的FF协议 欧洲智能化作用和测量用户集团 （EIAMUG）
2020/4/18
第一节 Unit 1 现场总线简介
Introduction of Field Bus
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
本节主要内容
现场总线简介 现场总线发展背景与趋势 现场总线技术特点 现场总线的优点 现场总线与计算机控制、DCS系统 几个有影响的现场总线标准化组织及标准
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
5-1-6 现场总线标准化组织及标准(2)
LonWorks（Local Operating Network，局部 操作网络)
Profibus（Process Field Bus，过程现场总线） HART（Highway Addressable Remote
Transducer，可寻址远程传感器数据 通路） CAN（Controller Area Network，控制器局域 网）
现场总线技术简要概述
2020年4月18日星期六
本讲主要内容
现场总线概述
– 简介、发展与趋势、技术特点、来自百度文库点、FCS
现场总线标准
– 七层模型、物理层标准、其它层次协议
目前几类有影响的现场总线
– FF、Lonworks、HART、CAN 、 Profibus等
现场总线的应用举例
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
5-2-2 现场总线物理层标准简介（1）
IEC定义的现场总线物理层标准
– 传输线媒介 – 媒介的主要区别 – 物理层提供选择
现场总线是一种实时网络 现场总线物理层的作用是实现最终的信 号收发
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
5-2-2 现场总线物理层标准简介（2）
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
5-1-2 现场总线的发展与趋势（1）
历史的回顾
– 具备简单测量控制功能的就地式气动仪表 – 气动、电动单元组合式仪表和集中控制室 – 集中式计算机控制系统 – 计算机集散控制系统DCS
现场总线的提出
2020/4/18
第5讲 现场总线技术简介
5-1-2 现场总线的发展与趋势（2）