第6章 FCS现场总线.pptVIP

第五章 现场总线控制系统 第六章 现场总线控制系统 FCS概述 FCS的现场总线 工业以太网技术 1. FCS概述 现场总线：用于过程自动化和制造自动化最低层的现场仪表或现场设备互连的通讯网络。 现场总线标准： 通讯协议 控制协议 通讯技术 控制技术 现场总线特点 适应工业应用环境， 要求实时性强，可靠性高，安全性好。 多为短帧传送， 通信的传输速率相对较低。 减少了接线与安装 FF机构 现场总线组织 现场总线基金会（Fieldbus Foundation） LonMark协会, Profibus协会， 工业以太网协会IEA（ Industrial Ethernet Association）， 工业自动化开放网络联盟IAONA（ Industrial Automation Open Network Alliance） Society of Automotive Engineers（SAE） 制定现场总线标准的国际标准化组织 IEC ISO 现场总线标准化工作 2000年初宣布，IEC现场总线国际标准子集有八种： IEC 61158； ControlNet； Profibus； P-Net； HSE； Newcomer SwiftNet； WorldFIP； Interbus-S 其他标准 最早成为国际标准的是CAN，它属于ISO标准：ISO11898 其它有实力、有发展前景的控制网络技术 工业以太网；LonWorks；Modbus；蓝牙、无线局域网；消费电子总线CEBus；光总线等； （过渡型总线HART） 全分布、网络集成式控制系统 现场总线系统是企业的底层网络 2 FCS的现场总线 FF (Foundation FieldBus) ModBus PROFIBUS (Process Field Bus) LON (Local Operating Network) CAN (Control Area Network) HART (Highway Addressable Remote Transducer) FF FF规定了两类标准 H1：低速现场总线 传输：31.25Kbit/s, 1900m H2：高速现场总线 传输：1Mbit/s, 750m 2Mbit/s, 500m 传输信号：曼彻斯特编码 ModBus通信协议 Modbus 协议是应用于控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。 ModBus 标准的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。 控制器通信使用主—从技术，即仅主设备能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据作出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从设备：可编程控制器。 ModBus 主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、错误检测域。 从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和错误检测域。如果在消息接收过程中发生错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立错误消息并把它作为回应发送出去。 Modbus消息帧 PROFIBUS PROFIBUS是作为德国国标和欧洲标准的现场总线。 PROFIBUS协议的三个主要部分 PROFIBUS DP（Distributed I/Os） PROFIBUS PA (Process Automation) PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification） PROFIBUS适用于加工自动化领域的应用。（Siemens） LonWorks LON可用于工业、交通、楼宇等领域。 LON总线采用LonTalk通信协议，参照了OSI的全部7层，并用芯片固化了协议的全部内容。 LON总线所采用的一系列技术总称为LonWorks。 埃施朗Echelon开发 LonWorks分布式测控网络介绍 LonWorks技术是美国Echelon公司九十年代中期推出的一种用于自动控制领域的网络技术。其网络节点以神经元芯片（Neuron Chip)为核心，由与OSI七层参考模型兼容的LonWorks协议组成分布式智能控制网络的基础，使用事件驱动方