计算机网络技术第四章.ppt

6.7 几种常见的现场总线技术 现场总线的产生 随着信息与科学技术的迅猛发展，信息交换方式日新月异，并朝着全球化与数字化的方向发展，自动控制系统作为信息与科学技术发展的融合产物，自19世纪以来的近两百年里也发生了巨大变革。总的来说，一般可将其划分为5代： （1）气动信号控制系统（PCS ） （2）电动模拟仪表过程控制系统（ACS） （3）集中式数字控制系统（CCS） （4）分散式控制系统（DCS） （5）现场总线控制系统（FCS） 现场总线的定义 根据国际电工委员会IEC标准和现场总线基金会FF（Fieidbus Foundation）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式、双向传输、多分支结构的通讯网络。也就是说基于现场总线的系统是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络的节点，用总线相连实现信息的相互交换，使得不同网络，不同现场设备之间可以信息共享，现场设备的各种运行参数状态信息以及故障信息等通过总线传送到远离现场的控制中心而控制中心又可以将各种控制维护组态命令又送往相关的设备从而建立起了具有自动控制功能的网络。 现场总线技术特点 (1)系统的开放性 (2)互可操作性与互用性 (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 现场总线体系结构 现场总线基金会(FF) Fieldbus Foundation(FF)组织 FF现场总线的特点与优势 设备互操作性、改善过程数据、对进程增加更多了解、改善现场安全、更早的预测维护、减少线缆和安装费用 现场总线基金会(FF) FF现场总线主要技术内容 1. 基金会现场总线的通信技术 2．标准化功能块(FB-Function Block) 3．设备描述(DD-Device Description)与设备描述语言 (DDL-Device Description Language) 4．现场总线通信控制器与智能仪表或工业控制计算机之间的接口技术 5．系统集成技术 6．系统测试技术 现场总线基金会(FF) 基金会现场总线的网络拓扑结构 H1、H2总线网段的主要特性参数 现场总线基金会(FF) FF现场总线控制系统体系结构 现场总线设备分类 FF现场总线控制系统结构 现场总线基金会(FF) FF现场总线控制系统结构 现场总线基金会(FF) FF现场总线信息原理 FF的协议规范建立在ISO/OSI层间通信模型之上，它由3个主要功能部分组成：物理层、通信栈和用户层。 过程现场总线(PROFIBUS) Profibus现场总线包括三种类型的总线形式：通用自动化Profibus-FMS总线、工业自动化Profibus-DP总线和过程自动化Profibus-PA总线，以适应于高速和时间苛求的数据传输或大范围的复杂通信场合。 过程现场总线(PROFIBUS) Profibus现场总线的结构 过程现场总线(PROFIBUS) PROFIBUS系列 过程现场总线(PROFIBUS) PROFIBUS-DP 过程现场总线(PROFIBUS) PROFIBUS-DP系统由三种类型的设备组成 PROFIBUS-DP系统可以是单主站系统，也可以是多主站系统 系统配置的描述 PROFIBUS-FMS技术特性 HART 可寻址远程传感器数据通路(HART) 的发展 HART协议采用的信号 HART协议把链路上所挂设备分为三类 HART协议命令分为三类 HART 计算机系统与智能仪器的连接 HART HART通信协议模型 控制局域网络(CAN) CAN概述 控制局域网络(CAN) CAN总线系统 CAN总线系统由CAN网络节点、转发器节点和上位机构成。 控制局域网络(CAN) CAN总线系统 控制局域网络(CAN) 节点的结构图 控制局域网络(CAN) 转发器节点结构图 控制局域网络(CAN) CAN控制器 目前应用较广泛、特点较突出的是Philips公司的SJA1000控制器 控制局域网络(CAN) CAN总线模块结构 控制局域网络(CAN) CAN网络的组网方式 控制局域网络(CAN) CAN总线分布工业测控网络拓扑原理图 第二节 几种常见的现场总线 第二节 几种常见的现场总线 第二节 几种常见的现场总线 第二节 几