第9章现场总线技术要点分析.pptVIP

测控技术与系统 第九章 现场总线技术 本章主要内容 9.1 现场总线概述——知识点 现场总线技术的知识点： 定义 发展过程 发展趋势 优点 归属范畴 现场总线与ISO/OSI网络模型 现场总线控制系统 9.1.1 现场总线概述——（1）定义 （1）现场总线(Field Bus)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、多分支结构的通信网络” 现场总线以串行通信方式取代传统的4～20mA的模拟信号，一条现场总线可为众多的可寻址现场设备实现多点连接，支持底层的现场智能设备与高层的系统利用公用传输介质交换信息。 现场总线技术的核心是其通信协议 9.1.2 现场总线概述——（2）发展过程 9.1.2 现场总线概述——（2）发展过程续 现状：现场总线未能形成一种统一的国际标准 主要有两方面原因： 一是技术方面的原因，由于现场总线是应用于现场过程控制的通信网络，涉及到许多底层设备的不同行业标准和用户习惯的继承，以及不同类型网络互连的协议制定； 另一方面是商业利益，各厂家都希望自己的技术在标准中占有更大份额，以便使国际标准给自己带来更大利益，互不相让，导致了目前多种现场总线共存的局面。 9.1.2 现场总线概述——（2）发展过程续 9.1.2 现场总线概述——（2）发展过程续 9.1.2 现场总线概述——（2）发展过程续 9.1.3 现场总线概述——（3）发展趋势 9.1.4 现场总线概述——（4）优点 9.1.5 现场总线概述——（5）归属范畴 9.1.6 现场总线概述——（6）与ISO/OSI网络模型关系 （6）现场总线与ISO/OSI参考模型的关系 现场总线的要求：实时性，可靠性 现场总线的通信协议符合ISO的OSI参考模型：通常使用其中的一、二、七层协议 用户X 用户Y 第七层 应用 应用 第六层 表示 表示 第五层 会话 会话 第四层 传送 传送 第三层 网络 网络 第二层 链接 链接 第一层 物理 物理 9.1.7 现场总线概述——（7）现场总线控制系统 现场总线技术发展带来控制系统结构的变革： 现场总线控制系统(FCS：Fieldbus Control System) 控制系统的发展历史： 9.1.7 现场总线概述——（7）现场总线控制系统续 DCS的三级结构：现场级、控制级和监控级 9.1.7 现场总线概述——（7）现场总线控制系统续 FCS的两级结构:智能现场仪表、工作站 9.1.7 现场总线概述——（7）现场总线控制系统续 DCS：三级结构（现场仪表、控制站和操作站） FCS：两级结构（智能现场仪表、工作站） 完成转变的两个关键因素： 现场总线和智能仪表 9.1.7 现场总线概述——（7）现场总线控制系统续 DCS和FCS的应用现状：二者现阶段共存，共同发展 DCS系统也扩展了现场总线接口，可以和部分现场总线设备互连 一些现场总线设备除具有现场总线接口外，也具有4~20mA模拟信号标准 9.2 常用通信接口简介 （1）通信接口的基本概念： 一般电子仪表电路系统的数字电路系统为TTL电平或CMOS电平。 在通信系统中，为了提高通信抗干扰性，一般具有特殊的电平设计和编码规则。 通信接口即指完成一般电路系统与特定通信标准间的电平或（和）逻辑转换。 9.2 常用通信接口简介 这里补充介绍比较常用的两个物理层协议：RS232和RS485 RS232和RS485都是：美国电子工业联盟（EIA）制定的串行数据通信的接口标准，规定了其机械、电气、功能和过程特性 9.2 常用通信接口简介 二者的差别： RS232是：异步通信接口，点对点，短距离(15m) RS485是：半双工，1对N，长距离（1200m） 造成这种差别的主要原因是二者信号驱动和接收的方式不同 9.2 常用通信接口简介 9.2 常用通信接口简介 RS232电平转换 由于 RS232和RS485 的标准电平和 TTL (CMOS) 电平不同，所以微机内部系统与RS232和RS485连接需要进行电平转换！ 9.2 常用通信接口简介 RS485电平转换 9.2 常用通信接口简介 9.2 常用通信接口简介 9.2 常用通信接口简介 一、概述 二、Modbus应用协议规范 三、Modbus协议在串行链路上的实现 四、Modbus协议在TCP/IP简