现场总线及其应用讲解材料.ppt

现场总线及其应用;推荐参考书目;学习内容;1.现场总线的定义及特点 2.CAN总线的ID标识符的作用? 3.CAN总线的主要特点? 4. CAN总线的报文有几种格式?是如何定义的? 5.基于CAN总线的应用层协议有哪些?其特点? 6.应用层协议的作用及主要内容(服务元素)? 7.对象字典OD的作用. 8.数字化设备使用的一般方法. ;一.概述 1.现场总线技术的特点、状况及发展趋势。 2.CAN、PROFIBUS的应用领域。 二.应用实例 （系统工艺原理、软硬件框图等描述） 1.CAN总线（汽车、楼宇自动化等） 2.PROFIBUS（工业上PLC、变频器等系统）;现场总线及其应用--目的及意义 ;自动控制系统网络结构;;;五代过程控制系统（PCS、ACS、CCS、DCS、FCS）以及现场总线控制系统的历史发展概貌如图 ;计算机的微型化和普及推动着数字化、网络化时代的到来，它们也成为工业控制应用领域进一步发展的主流。现场总线是实现自动化控制系统现场设备或仪表之间互连的通信网络；当然，系统中各个节点上的仪表也都应当是数字化、智能型的设备。由此产生了新一代的控制系统——现场总线控制系统(FCS(Fieldbus Control System))，它是现场通信网络与控制系统的集成。 ;现场总线 （1）应用在生产现场，在微机化测量控制设备之间实现双向串行节点数字通信的系统。也可称为开放式、数字、多点通信的底层控制网络。 （2）现场总线控制系统：是一个开放的通信网络，又是一种全分布控制系统。是连接智能设备的纽带，实现基本控制，补偿计算、参数修改、报警、显示、监控优化及控管一体化的综合自动化功能。 ;（3）2000年宣布的国际标准中，将下列6种总线列入国际标准；形成多种总线共同竞争的局面。 PROFIBUS INTERBUS-S DERICE NET (基于CAN) FOUNDATION FILDBUSHI CONTROLNET CANOPEN(基于CAN) ;FCS除了它的数字化、节点智能化、开发式、互换性能好、布线简单的特征外，其最大优点表现在既可以把系统对各节点的控制功能和权利充分下放给节点本身的微处理器，必要时又可以由监控中心的虚拟控制平台实施集中控制，同时它又可以使得各节点之间直接通信。由此，可以想象在一个复杂、实时性很强、节点之间相互紧密关联的自???系统中，FCS的优势最为明显。 ; 是一种高速确定性网络，用于对时间有苛刻要求的应用场合的信息传输。他为对等通信提供实时控制和报文传送服务。他作为控制器和I/O设备之间的一条高速链路，综合了现有各种网络的能力。 其特点是： ①对同一链路上I/O实时互锁。对等报文传送和编程操作时均具有相同的带宽。 ②对于离散和连续过程控制应用场合，均具有确定性和可重复性。 ;CAN (Controller Area Network)总线，又称控制器局域网，是Bosch公司在现代汽车技术中领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越的性能，极高的可靠性，独特灵活的设计和低廉的价格，现已广泛应用于工业现场控制、智能大厦、小区安防、交通工具、医疗仪器、环境监控等众多领域。 CAN已被公认为几种最有前途的现场总线之一。CAN总线规范已被ISO国际标准组织制订为国际标准，CAN协议也是建立在国际标准组织的开放系统互连参考模型基础上的，主要工作在数据链路层和物理层。用户可在其基础上开发适合系统实际需要的应用层通信协议，由于CAN总线极高的可靠性，从而使应用层通信协议得以大大简化。 ;1. 技术规范:CAN 2.0A报告标准格式(11位) CAN 2.0B报告标准格式和扩展(29位) 基于事件触发 2000年 时间触发通信的CAN “TTCAN” 2. 基本述语 ? （1）报文:总线上的信息是以不同格式的报文发送（长度有限）当总线开放时,任何连接的单元均可以开始发送一个新的报文. ;(2) 信息路由 A) 系统灵活性:节点随时接入 B)?报文通信:一个报文的内容由其标识符ID命名，ID不指出报文的目的,但描述数据的含义,以便网络中的所有节点借助报文滤波决定该数据是否使它们激活. C) 成组:由于采用报文滤波,所有节点均可以接收报文,并同时被相同的报文激活. D) 数据相容性:在CAN网络内,可以确保报文被所有节点或没有节点接收. ;(3) 位速率:CAN数据传输率可编程,即位速率在一个范围内可调，在给定系统中速度是唯一且固定. 优先性:用标识符定义了一个报文静态的优先权 远程数据请求:节点A请求节点B发送数据时,先发送一个ID标识符的远程帧。节点B以相同的ID发送数据帧。