工业现场总线1.pptVIP

内容提要 摘要 绪论 现场总线的概念 现场总线有三点基本要求： 现场总线种类： 星型现场总线 总线型现场总线 按现场级别分： Sensor Bus Device Bus Field Bus 现场级网络及其层次 现场总线技术特征 OSI参考模型 OSI与TCP/IP OSI与现场总线 现场总线通信协议 物理层 实例图 数据链路层 应用层 典型现场总线技术及其相关产品 EIA-RS-485总线 机械特性 电气特性 网络媒体 RS-485总线的数据链路协议 PROFIBus PROFIBus原理 Profibus简介 总线拓朴结构 Profibus-DP通信协议 Profibus-DP数据链路层协议 PROFIBUS帧格式 Profibus的特点 CANBus CANBus简介 CANBus系统组成及性能 CANBus数据链路控制特点 CANBus的信息传输格式 CANBus冲突问题 线 A 线 B 差分电压 A - B 1 2 1 = 数据传输开始 2 = 空闲段、无数据传输、总线终端终止的电平 信号电平 采用双绞线、同轴电缆或光纤，安装简易，电缆数量、连接器、中继器、滤波器使用数量较少（每个中继器可延长线路1.2km），网络成本低廉。 除有的采用符合ISO高级数据链路控制协议（High Data Link Control—HDLC）的数据链路处理器件或专有接口器件执行外，大多数产品是参照HDLC或其他一些标准自行定义而成，由此可组建经济实用型工业局域网。由于国内许多电子产品都含有用通用异步串行传输接口（Universal Asynchronous Receive and Transfer—UART）如单片机，另外RS-232接口也是PC的标准配置，因此，开发RS—485总线数据链路协议较好的方案是以字节式异步通信为基础，相应的帧格式所示。至于媒体访问控制部分则可采用受控访问或随机访问等不同方式。 PROFIBus（Process Field Bus），欧洲开放式现场总线标准（EN50170），由Profibus—FMS（Fieldbus Message Specification ）、Profibus- PA（Process Automation）和Profibus-DP（Distributive Peripheral）等三部分组成。其中Profibus- DP是一种高速（数据传输速率9.6Kbit/s～12Mbit/s）、经济的设备级网络，主要用于现场控制器与分散I/ O之间的通信，可满足交直流调速系统快速响应的时间要求；Profibus-PA用IECII58一2标准，传输速率为31.25Kbii／s，提供本质安全特性，适用于安全性要求较高以及由总线供电的场合；Profibus一FMS主要解决车间级通信问题，完成中等传输速度的循环或非循环数据交换任务。使用PROFIBus技术的核心公司有Siemens、NAIS、E+H、Sanson和Softing等。 Profibus-DP的典型结构，图中Master（PC）为主站、变频器、整流器为从站（Slave），与之配套的通信处理器。从站数32（接人中继器，可增至128），传输距离2km。上位机装有STEP7基本软件和DVAS7通信软件，用于对PLC编程和对网络进行组态与设置TWINCAT（beckhoff 公司）。 Profibus-DP物理层与ISO/OSI参考模型的第一层相同，采用EIA-RS-485协议，根据数据传输速率的不同，可选用双绞线和光纤两种传输媒体。 Profibus一DP数据链路层协议媒体访问控制（MAL）部分采用受控访问的令牌总线（Token Bus）和主从方式。其中令牌总线与局域网IEEE8024协议一致，令牌在总线上的各主站间传递，持有令牌的主站获得总线控制权，该主站依照关系表与从站或与其他主站进行通信。主从方式的数据链路胁议与局域网标准不同，它符合HDLC中的非平衡正常响应模式（NRM）。该模式的工作特点是：总线上一个主站控制着多个从站，主站与每一个从站建立一条逻辑链路；主站发出命令（Commande），从站给出响应（Pesponse）；从站可以连续发送多个帧，直到无信息发送、达到发送数量或被主站停止为止。数据链路中帧的传输过程分为三个阶段：数据链路建立、帧传输和链路释放。正常响应模式主站与从站之间传输帧的格式 1.) 令牌信息 2.) FDL 状态请求电文 3.) 数据电文 Legend: DA = 目的地址 （Destination Address） DU = 数据单元 （Data Unit） DSAP = 目的服务存取点 （Destin