现场总线概述PPT课件

6王黎明等．CAN现场总线系统的设计与应用. 北京：电子工业出版社，2008
7饶运涛等．现场总线CAN原理与应用技术 （第2版）. 北京：北京航空航天大学出版社， 2007
通过网络可以做些什么？
浏览网页、收发电子邮件、网络聊天 （QQ、MSN、飞信等）。。。
网上购物：淘宝、京东、当当、卓越、 各种团购网站。。。
我们通过对控制系统的回顾来体会现 场总线使自动控制系统发生了质变这一观点。
现场总线控制系统（FCS，Fieldbus Control System）属于网络化控制系统（NCS， Networked Control System），这是新一代 控制系统。
在此之前的控制系统的发展历程是： 基地式气动仪表控制系统； 电动单元组合式模拟仪表控制系统； 集中式数字控制系统； 集散控制系统（DCS）。 它们的特征简单回顾如下。
要实现整个企业的信息集成，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、造价低廉的工厂底层网络， 完成现场自动化设备之间的多点数字通信，实 现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信 息交换。（要求）
现场总线在这种实际需求的驱动下应 运而生。（通过现场总线来实现）
作为现场设备之间互连的控制网络，现 场总线沟通了生产过程现场设备之间及其与更 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。（结果）
网上金融：炒股、基金买卖、网银、 在线支付。。。
网上在线听、读、看（音频、文本、 图片、视频）或下载。。。
手机上网（目前的各种智能手 机）。。。
正在兴起的“物联网” 。。。
显然，计算机网络的应用正在改变着 人们的工作方式与生活方式，并进一步引起世 界范围内产业结构的变化，促进了全球信息产 业的发展，在经济、文化、科研、军事、政治、 教育和社会生活等各个领域发挥着越来越重要 的作用。
现场总线产生的背景： 现场总线是20世纪80年代中期发展起 来的。 随着微处理器与计算机功能的不断增 强和价格的急剧降低，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，或采用一对一连线，用电压、电 流（模拟信号）进行测量控制；或采用自封闭 式的集散系统。这些方式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”。 设想一下你成为“信息孤岛”（没带 手机、无法上网。。。）时会怎样？
《测控总线技术》课程主要讨论的 是：生产现场中的底层控制网络——现场总 线(fieldbus)。它是顺应自动化系统的变革 趋势而发展起来的新技术。
1.1 现场总线简介
1.1.1 什么是现场总线 与其他技术一样，现场总线技术也是逐
步发展起来的一种新技术。 现场总线原来是指现场设备之间公用的
信号传输线。 之后被定义为应用在生产现场，在测量
第lwenku.baidu.com 现场总线概述
讨论内容概述： 1.1 现场总线简介 1.2 现场总线的特点 1.3 以现场总线为基础的企业网络系统
参考文献： 1阳宪惠．现场总线技术及其应用(第二版). 北京：清华出版社 2史久根等．CAN现场总线系统设计技术. 北京：国防工业出版社 3雷 霖．现场总线控制网络技术. 北京： 电子工业出版社，2004 4甘永梅，李庆丰，刘晓娟等．现场总线技 术及其应用. 北京：机械工业出版社，2004 5李正军．现场总线及其应用技术．北京： 机械工业出版社，2006
电动单元组合式模拟仪表控制系统： 随着生产规模的扩大，操作者需综合 掌握多个测控点的运行参数与信息，同时按多 点的信息实行操作控制，于是出现了气动、电 动系列的单元组合式仪表，出现了集中控制室。 生产现场各测控点的参数通过统一的 模拟信号（如0.002～0.01MPa的气压信号， 0～10mA、4～20mA的直流电流信号，1～5V 直流电压信号等）送往集中控制室。操作人员 可坐在控制室纵观生产流程各测控点的状况， 同时，可把各单元仪表的信号按需要组合成复 杂控制系统。
现场总线是一项以数字通信、计算机 网络、自动控制为主要内容的综合技术。
它作为现场设备之间信息沟通的纽带， 把挂接在总线上、作为网络节点的设备连接为 实现相应测量功能的自动化系统，可实现诸如 PID控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、 监控、优化及控管一体化的自动化功能，从而 使自动控制系统发生了质变。
集中式数字控制系统： 模拟信号的传递需要一对一的物理连接， 因此信号传输缓慢，抗干扰能力也较差。 当用数字信号取代模拟信号时，就出现 了直接数字控制技术。 但是，由于当时的数字计算机技术尚不 发达，价格昂贵，因此采用了用一台计算机取 代控制室中几乎所有仪表盘的方式，这样就出 现了集中式数字控制系统。 但这种结构形式的控制系统中的数字计 算机一旦出现故障，就会造成所有控制回路瘫 痪、生产过程终止。这种危险的集中式数字控 制系统的结构很难为生产过程接受。
计算机网络、通信与控制技术的发展， 导致自动化系统产生了深刻的变革，也就是说， 以计算机网络为主的技术在生产领域引起了深 刻的变革：
信息技术迅速渗透到生产现场的设 备层，覆盖从生产车间到企业管理的各个方 面，沟通从原料供应、生产制造到生产调度、 资源规划乃至市场销售的各个环节，逐步形 成了以控制网络为基础的企业信息系统。
控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系 统。
技术发展至今，现场总线已经成为控制 网络技术的代名词，广泛应用于离散制造业、流 程工业、交通、楼宇、国防、环境保护以及农、
什么是现场总线？ 现场总线以测量控制设备作为网络节 点，以双绞线等传输介质为纽带，把位于生产 现场、具备数字计算和数字通信能力的测控设 备连接成网络系统，按公开、规范的通信协议， 在多个测量控制设备之间以及现场仪表与远程 监控计算机之间，实现数据传输与信息交换， 形成适应各种应用需要的自动控制系统。 现场总线给自动化领域带来的变化就 像计算机网络给单台计算机带来的变化一样， 它使测控设备连成测控网络并与计算机网络连 接，使控制网络成为信息网络的重要组成部分。
基地式气动仪表控制系统：
50年代以前，由于当时的生产规模较 小，检测控制仪表处于发展的初级阶段，采用 的是直接安装在生产设备上、只具备简单测控 功能的基地式气动仪表，其信号仅在本仪表内 起作用，一般不能传送给别的仪表或系统，即 各测控点只能处于封闭状态，无法与外界进行 信息沟通，操作人员只能通过生产现场的巡视， 了解生产过程的状况。