第三代LonWorks?技术和产品
The 3rd Generation LonWorks Technology and Products
(美国Echelon公司亚太区技术顾问戴恋)
摘要文章介绍了第三代LonWorks技术的应用方向和结构以及美国Echelon 公司新推出的一系列的第三代LonWorks产品以及它们的主要技术特点和性能
关键词LonWorks?LonTalk?LonMark?, LNS?Neuron? C
Abstract: This article introduces the 3rd generation of LonWorks technology, its applications and its system architecture. It also introduces the 3rd generation Echelon LonWorks products.
Keywords: LonWorks, LonTalk, LonMark, LNS, Neuron C
什么是LonWorks技术
LonWorks是一个开放的控制网络平台技术它是全世界最为普遍的用来联接日常设备的标准比如它可将家用电器调温器空调设备电表灯光控制系统相互联接并和互连网相联该技术提供一个平坦的对等式的控制网络架构给各种控制网络应用提供端到端的解决方案该技术应用于各种设备和系统产品中遍及全世界的楼宇工厂家庭火车和飞机等领域并在家庭火车半导体制造业智能楼宇加油站和货运列车制动系统领域被世界标准组织包括ANSI AAR SEMI ASHRAE IFSF和IEEE认证为各自的行业标准
该技术的一些主要特点它是完全开放式的技术它提倡运用分布式的智能设备组建控制网络同时也支持主从式网络结构它支持各种通讯媒体包括双绞线电力线光缆等等控制网络的核心部分LonTalk通讯协议即
ANSI/EIA709.1-A-1999已经固化在了神经元芯片(Neuron Chip)之中该技术包括一个称之为LNS网络操作系统的管理平台该平台对LonWorks控制网络提供全面的管理和服务包括安装配置监测诊断等等LonWorks网又可通过各种连接设备接入IP数据网络和互联网与信息技术应用实现无缝的结合该技术的另一个重要特点是它的互操作性国际LonMark互操作性协会推
广制定基于LonWorks技术的具有互操作性的标准简称LonMark标准符合该标准的设备无论来之什么生产厂商都可集成在一起形成多厂商多产品的开放系统系统的整体和周期成本较传统的封闭系统低很多
第三代LonWorks技术
作为该技术的发明厂商美国Echelon公司提供的硬件和软件产品使OEM 生产厂商和集成商制作生产智能设备和系统使他们降低成本增加实用性提高服务和增加生产率提高质量和安全性经过了几年的努力Echelon公司终于将这一技术和产品推向了第三代第三代的LonWorks技术充分利用互联网的基础结构将一个局部的现场设备控制网络变成是一个广域网或局域网的信息技术应用的一部分提供一个端到端的应用方案在这一个端到端的架构上使各种增值服务相继产生比如连锁便利店的统一管理通常这些小的便利店有节能和防盗方面的应用需求并且这些店的数目庞大遍及城市的大街小巷通过将这些小店的控制网络联上互联网公司总部便可以及时获取有关信息和资料还有电力系统的变电站电话局机站的远程监控大厦物业管理等方面的工作都可应用这种新的技术第三代的LonWorks技术应用结构如下
图1: 第三代 LonWorks技术应用系统结构
在这个应用系统结构中LonWorks技术嵌入了现场设备中使设备与设备之间保持对等的平坦的通讯结构同时这些控制网络又通过各种互联网的连接设备比如LonWorks/IP路由器网关Web服务器以及SOAP/XML接口将控制网的信息通过互连网接入某个数据中心或运营商主持的企业数据库通过
LNS控制网络操作系统建立上层的企业解决方案同时与信息技术的应用相结
合比如与ERP和CRM等应用相结合正因为有了这样一个基础架构一些服务供应商便可利用这一平台向最终用户提供各种增值服务
第三代LonWorks产品
第三代的产品在性能和使用方面都有巨大的改善这儿我们选择性的介绍一些重点产品
1NodeBuilder? 3开发工具
NodeBuilder 3开发工具是一个用来开发LonWorks设备又称节点的开发工具它是一个硬件和软件的平台针对基于神经元芯片和Echelon收发器应用的工具它包括一个基于Windows?的软件开发系统和一个硬件开发平台用于设计和调试另外还有相应的网络管理工具与它配套使用这个新一代的
LonWorks开发工具由于加入了各种向导自动生成模版和代码同时内置对LonMark的支持节省大量开发时间和难度
下面我们针对NodeBuilder 3软件方面的组件和主要特性作一些介绍
NodeBuilder自动编程向导-- 这个工具用来定义设备的外部接口并自动生成一些Neuron C的代码其中第二版的Neuron C是一个高级的编程语言它基于ANSI C又在此基础上作了扩展以支持网络通讯硬件输入和输出接口以及事件
驱动第二版的Neuron C可生成符合LonMark标准的设备外部接口这些自动生成的模板和代码为编程人员节省了大量的开发时间
NodeBuilder资源编译器-- 这个工具用来观察和利用标准的数据类型和功能模式并且用来定义特定的数据类型和功能模式这些类型信息储存在LonMark 资源文件中可被资源编译器代码向导Neuron C编译器LonMaker TM集成工具以及Plug-in向导使用这使得所有的工具具有统一的显示方式从而减少了开发的时间与LonMark标准兼容的设备需提供相应的资源文件
LNS节点Plug-in向导-- 这个工具可自动生成一个基于Visual Basic的应用又称节点Plug-in用于指导用户配置浏览和监测诊断由NodeBuilder开发工具所开发生成的设备Plug-in软件给硬件产品带来极大的实用性NodeBuilder 3工具包括了开发测试生成节点Plug-in所必须的LNS的组件LNS为控制网络的操作系统见后该LNS Plug-in可与任何支持LNS Plug-in API的LNS Director应用兼容
NodeBuilder 3工具还包括了其他一系列的产品包括LonMaker集成工具LNS DDE Server软件LTM-10A平台硬件Gizmo 4 I/O板等
2FT3120? 和FT3150? 智能收发器
LonWorks收发器是LonWorks 智能设备中一个重要组成部分FT3120和
FT3150智能收发器将神经元芯片3120及3150的网络处理核心与自由拓扑的收发器合成在一起生成一个低成本的智能收发器芯片该收发器符合ANSI/EIA 709.3标准速率为78Kbps支持双绞线自由拓扑和总线型拓扑因而在布线上非常灵活使系统安装简便降低系统成本同时提高系统的可靠性该收发器在性能上又有了极大的提高尤其是在对电磁场的干扰隔离方面特别明显可用在恶劣的环境中它能够防御来自马达和开关电源等方面的磁场干扰并且在一些典型的工业和交通现场在出现了强大的共模干扰时也能可靠地工作该芯片只需要极少的外部电路和软件配合工作因此降低了开发成本和时间并且还可以与其他的主处理器相联比如可同时与Echelon公司的ShortStack TM微服务器以及其他主处理器芯片一起运用形成一个基于主机的节点FT3120智能收发器同
时又是一个低成本集系统一体化的芯片它支持40MHz高速运作同时内置的EEPROM可达4Kbytes给应用提供更多的空间
3第三代PLT-22电力线收发器
PLT-22是一种运用电力线载波技术的收发器它使控制系统和设备通过电力线通信数据可通过现有的电力供电线路传播而无需重新布线从而节省布线的成本这种产品在家庭自动化以及市政电力的配套设施中都有着广泛的应用第三代的电力线收发器适合全球的应用它具有先进的技术和高可靠性首
先它符合ANSI/EIA 709.2标准欧洲CENELEC EN50065-1标准以及FCC
工业加拿大日本MPT等规则可以在全球范围内使用它使用先进的双载波频率以及数字信号处理技术一旦启动双频模式当主频段125KHz-140KHz
通讯受阻时可自动切换至备用频段110KHz-125KHz继续通讯它支持
CENELEC C波段和CENELEC A波段应用以满足民用以及欧洲电力系统的要求该产品还包括了多项专利技术使它能够克服电力线本身带来的多种问题克服多种噪音源以及高衰减信号失真阻抗变化等问题它可以在这种恶劣的环境中可靠的工作由于它本身内置的先进技术性能它对外部电源的要求很低从而降低了设备整体的成本它可以通过带电AC或DC的电力线或是不带
电的双绞线传输信号
4ShortStack微服务器
ShortStack微服务器是一个固件产品包括了ANSI/EIA 709.1标准控制网络协议它使一些本身具有主处理器的设备比如家用电器在它现有的设计上作延伸增加少量的应用代码和驱动再加上ShortStack微服务器本身便将原有的产品变成了一个LonWorks的网络产品从而也变成了一个互联网的产品这种产品可从本地和远程接入可对其设备进行操作诊断监控也可将其信息纳入企业的数据网络从而开发新的增值服务该ShortStack微服务器在家电行业以及某些工业现场应用中有着广泛的应用前景
ShortStack微服务器要与一个配套的软件ShortStack API一起使用以方便在主处理器上开发应用和驱动它的使用非常简便这包括在主处理器上的应用和驱动的开发以及硬件接口SPI/SCI的开发主处理器上所占内存很小可
使用任意8位16位或32位的主处理器与之配合使用
ShortStack开发包包括了ShortStack微服务器固件ShortStack API ShortStack 向导的以及其他配套样例及说明该产品可从Echelon公司的网站
https://www.doczj.com/doc/7b3832490.html,/toolbox免费下载该产品与Echelon公司提供的双绞线收发器和电力线收发器一起使用时免收版税
5第三代的LNS网络工具
LNS即LonWorks网络服务是一个LonWorks控制网络的操作系统它基于客户/服务器结构提供基本的目录管理监控诊断等方面的服务基于
LNS操作系统的工具用于LonWorks网络的设计安装操作检测维护等用途该技术是LonWorks控制网络技术中最重要的组成部分之一第三代的LNS 简称LNS 3可通过IP基础结构组建平坦的分布式的LonWorks网给任何LonWorks网络应用提供相应的服务并且确保多个应用与所反映的网络同步
这个独特的能力使软件的组件比如多种客户和服务器可在同一主机上使用也可在不同的主机上也可以通过互联网或其他IP网络来相互进行操作所以这个操作系统提供了一个网络工具相互操作的一个基本架构网络的安装人员可同时在一起工作减少安装时间和周期同时维修人员能够对网络进行维修用户可以对网络设备进行监控并且可以从本地或从远端同时对该网络进行监控因而提高了生产力并降低了系统成本另外 LNS 3又提供了一种用监控点集的监控方式用这种新的方式作监控在性能上提高很多LNS 3又同时支持独立于服务器的监控方式即使在服务器不工作的情况下客户应用仍然可以工作这两个性能合在一起时可以给LonWorks 网提供冗余快速启动的检测性能
LNS操作系统还支持LNS节点Plug-in的开发和应用LNS节点Plug-in是一种针对具体硬件产品的软件应用用于对硬件产品的配置诊断监测等等LNS 网络操作系统支持Windows平台和Java平台
主要产品包括LNS Windows应用程序开发工具包LNS HMI Java平台开发
包LonMaker集成工具和LNS DDE Server软件等
6i.LON LonWorks互联网联接设备系列
i.LON LonWorks互联网联接设备将LonWorks和互联网或其他IP网无缝的连接起来这一系列突破性的产品将日常生活中的电器比如灯家用电器开关温度计马达电表阀门等等联上互联网从而使用户在世界各地监控调节重组设备并且可以将控制系统的信息与企业运营数据库比如People Soft
SAP ORACLE数据库联在一起从而产生新的增值服务它可以让用户通过
Web浏览器配置和监测用户的设备充分利用IP基础结构
i.LON LonWorks互联网联接设备系列包含三种不同的产品和以下的主要特
点, 用户根据需求和价格性能比选择相应的产品 1) i.LON 1000 Internet服务器这是一个高性能的LonWorks至IP的路由器以及内置的Web服务器2) i.LON 100这是一个LonWorks至IP的网关也同时是一个IP远程网络接口
RNI包括内置的Web服务器SOAP/XML接口以及数据记录功能报警和时序功能加上I/O控制和读表功能3)i.LON 10, 这是一个IP远程网络接口RNI其中i.LON 100和i.LON 10为即将推出的新产品
结束语
本文简单介绍了第三代崭新的LonWorks技术和它的应用方向第三代的
LonWorks技术充分利用互联网的基础结构将LonWorks控制网络推向一个新的应用层次与信息技术相结合并且给最终用户提供端到端的应用方案本文着重介绍了美国Echelon公司第三代LonWorks产品及其技术性能和特点这些产品是整个系统的基础和重要组成部分
参考文献
下列文献可从https://www.doczj.com/doc/7b3832490.html,上获得
[1] LonWorks技术介绍--原理和实践概述, 第二版,
美国埃施朗公司提供, 2001
[2] 美国埃施朗公司LonWorks产品介绍2001秋季-2002春季,
美国埃施朗公司提供, 2002
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美国埃施朗公司提供, 2002
[4] FT3120及FT3150智能收发器产品数据手册,
美国埃施朗公司提供, 2002
[5] ShortStack开发包产品数据手册,
美国埃施朗公司提供, 2002
[6] PLT-22电力线收发器产品数据手册,
美国埃施朗公司提供, 2002
现场总线综述 设计题目：现场总线技术的现状及其发展前景学院名称：电子与信息工程学院 专业：电气工程及其自动化 姓名： +++ 班级：电气112 班 学号： 11401170236 指导教师：邱雪娜 2014 年 11 月 17 日
现场总线技术的现状及其发展前景 +++ （宁波工程学院，电子与信息工程学院，浙江宁波 315000） 摘要：现场总线技术是自动化领域里的一项新技术。本文阐述了现场总线技术的产生与发展及各类现场总线技术的历史、现状及特点 ,最后展望了该技术的未来发展趋势。 关键词：现场总线；产生与发展；特点；发展趋势 Present situation and development prospect of Fieldbus Technology LI Gensheng （School of Electron and Information Engineering, Ningbo University of Technology, Ningbo 315000 , China） Abstract: The fieldbus technology is a new technology in automatization. This paper expounds the origin and development of fieldbus technology and all kinds of history, present situation and characteristics of field bus technology, the future development trend of this technology are discussed. Key words：f ieldbus; generation and development; characteristic; the development trend 引言 现场总线控制系统技术自70年代诞生至今，由于它在减少系统线缆，简化系统安装、维护和管理，降低系统的投资和运行成本，增强系统性能等方面的优越性引起人们的广泛注意，得到大范围的推广，导致了自动控制领域的一场革命。随着计算机技术的发展，现场总线技术不断向数字化、微型化、个性化，专用化发展。现场总线技术的市场不断扩大，前景广阔。 1 现场总线的定义与特点 1.1现场总线技术的定义 从名词定义来讲，现场总线是用于现场电器、现场仪表及现场设备与控制主机系统之间的一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统。而现场总线标准规定某个控制系统中一定数量的现场设备之间如何交换数据。数据的传输介质可以是电线电缆、光缆、电话线、无线电等等。通俗地讲，现场总线是用在现场的总线技术。传统控制系统的接线方式是一种并联接线方式，从PLC控制各个电器元件，对应每一个元件有一个I/O口，两者之间需用两根线进行连接，作为控制和/或电源。当PLC所控制的电器元件数量达到数十个甚至数百个时，整个系统的接线就显得十分复杂，容易搞错，施工和维护都十分不便。为此，人们考虑怎样把那么多的导线合并到一起，用一根导线来连接所有设备，所有的数据和信号都在这根线上流通，同时设备之间的控制和通信可任意设置。因而这根线自然而然地称为了总线，就如计算机内部的总线概念一样。由于控制对象都在工矿现场，不同于计算机通常用于室内，所以
LONWORKS技术和485通讯的区别 1) LONWORKS技术是一个现场总线，有一个完整的控制网络体系，它包括从物理层到应用层以至网络操作系统的全部内容。 485仅仅是网络物理层的一种规范。 2) LONWORKS技术支持多介质，如：双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线、红外等。 485通讯做不到支持多介质。 3) LONWORKS技术具有很好的开放性，采用LONWORKS技术的不同厂家的产品可在同一网络上协调工作。 采用485技术的不同厂家的产品很难在一个网上工作。 4)LONWORKS技术支持总线式、星形、自由拓扑等多种拓扑结构。 485通讯只能在总线式拓扑结构。 5) LONWORKS技术网络每段的长度可达2700米（不加中继器）。每网络段可以有64个节点。 485通讯网络每段一般只能达1000m，且每段只有32个节点。 6) LONWORKS技术支持域、子网、节点等完整的网络结构。每个LONWORKS网络的一个域最多支持32385个节点。 485通讯很难与此相比。 7) LONWORKS技术的处理器有3个CPU，可以处理复杂的网络通讯应用程序。 一般的485通讯的处理器只有一个CPU，很难处理复杂的网络通讯、应用程序。8)LONWORKS技术的耐共模干扰的能力强，可以适应恶劣的环境。 485通讯的抗干扰能力差。 9)LONWORKS技术为对等通讯网络，各节点地位均等，无主节点，可靠性高、实时性好。 485通讯一般为主从式结构。 10)LONWORKS技术维护容易，可直接从网络上下装程序。 485通讯很难做到这一点。
采用LonWorks(r)技术设计楼宇控制系统 一、前言 九十年代初，诞生了LonWorks(r)开放式分布式控制网络技术，这使得制造轻小的、低价格的、智能化的控制设备（Smart Intelligent Control Devices）成为可能，这些设备内置了具有标准的LonWorks(r)网络通信协议和控制功能的智能化微处理器CPU，这些协议同以太网络（Ehernet）一样，完全遵守标准化委员会ISO制定的七层网络协议，这些协议由美国Echelon公司提供给基于LonWorks的独立开发商（LonWorks Independent Developers, LID），而智能化微处理器CPU由美国Motorola 和日本Toshiba制造。这项新的技术使得由不同的产品独立开发商设计和制造的产品直接连接在一起，不需要中间转换设备（如：Gateway，Router等）；这些基于LonWorks(r)协议的产品包括： HVAC 楼宇空调系统 Flow Controllers 流量控制器 Fire Detection & Prevention 火灾探测和预防 Power Distribution 电力监控 Access Control 刷卡、门禁、侵入控制系统 Transceivers & Modules 网络通信传送接收适配器 CCTV 闭路监控系统 Detectors & Sensors 传感器、探测器及执行机构
现场总线技术综述 一.概述 现场总线控制系统技术是20 世纪80 年代中期在国际上发展起来的一种崭新的工业控制技术。现场总线控制系统（FCS）的出现引起了传统的PLC 和DCS控制系统基本结构的革命性变化。现场总线系统技术极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量，使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。更重要的是从原来的面向设备选择控制和通信设备转变成为基于网络选择设备。尤其是20世纪90 年代现场总线控制系统技术逐渐进入中国以来，结合Internet 和Intranet 的迅猛发展，现场总线控制系统技术越来越显示出其传统控制系统无可替代的优越性。现场总线控制系统技术已成为工业控制领域中的一个热点。 1.现场总线的特点 现场总线技术实际上是采用串行数据传输和连接方式代替传统的并联信号传输和连接方式的方法，它依次实现了控制层和现场总线设备层之间的数据传输，同时在保证传输实时性的情况下实现信息的可靠性和开放性。一般的现场总线具有以下几个特点：（1）布线简单（2）开放性（3）实时性（4）可靠性2.现场总线的优点 由于现场总线以上的特点，特别是现场总线系统结构的简化，使控制系统的设计，安装，投运到正常生产运行以及检修维护，都体现出优越性。 1.节省硬件数量与投资， 2.节省安装费用 3.节省维护开销 4.用户具有高度的系统集成主动权 5.提高了系统的准确性与可靠性 3.现场总线的应用领域 目前现场总线技术的应用主要集中在冶金、电力、水处理、乳品饮料、烟草、水泥、石化、矿山以及OEM用户等各个行业，同时还有道路无人监控、楼宇自动化、智能家居等新技术领域。
二．现场总线的标准 1.IEC61158的制定 1984年IEC提出现场总线国际标准的草案。1993年才通过了物理层的标准IEC1158-2,并且在数据链路层的投票过程中几经反复。 发展61158现场总线的本意是“排他的和联合的”，各自独立的“现场总线”将给用户带来许多头疼的技术问题，牺牲的是用户的利益。在现场总线领域里，德国派（ISP，Interoperable System Project,可互操作系统规划,是一个以Profibus 为基础制定的现场总线国际组织)和法国派（WORLD FIP）的对持十分激烈，互不相让，以至于IEC无法通过国际标准。1994年6月在国际上要求联合强烈的呼声和用户的压力下，ISP 和World FIP成立了FF(Fieldbus Foundation,现场总线基金会), 推出了FF现场总线。IEC投票的文本就是以FF为蓝本的方案。这是现场总线发展的主流方向。 由于FF的目标是致力于建立统一的国际标准，它的成立实质上意味着工业界将摒弃ISP（含PROFIBUS）和WORLD FIP。它的成立导致了德国派ISP 立即解散；法国派（WORLD FIP）已经明确表示不反对IEC的方案，并且可以友好地与IEC方案互联，甚至提出了与FF“无缝连接”方案；而剩下的德国派PROFIBUS因为与FF的方案和技术途径不同，过渡将是非常困难，因此强烈反对IEC方案以保住市场份额。但是PROFIBUS提出的技术理由仅仅是一些支节问题，于是一些评论认为它是出于商业利益的驱动去反对FF，国际上的现场总线之争已经演变成为PROFIBUS的德国派与以FF为代表的“联合派”竞争。有趣的是工业国家的大公司往往“脚踏几条船”加入各种现场总线以获得更多的商业 利益，如最能说明问题的是最主要的反对者西门子公司（PROFIBUS主要成员）也参加了FF。这种具有特殊意义事实已经说明了PROFIBUS要与FF对抗在技术上处于明显的劣势。 在现场总线国际标准IEC61158中，采用了一带七的类型，即： 类型1 原IEC61158技术报告（即FF －H1） 类型2 Control Net（美国Rockwell）公司支持 类型3 Profibus（德国SIEMENS公司支持） 类型4 P-Net（丹麦Process Data公司支持）
1 引言 在近100多年的历史中，机械制造工业从未有过如此激烈的竞争和变动。全世界都在查找符合以后进展的先进的自动化制造技术的概念。信息技术、计算机技术和操纵网络技术的进展给制造工业的进展提供了巨大的机遇。要在制造工业市场上占有领先的地位，那个企业必须具有提高生产率、降低制造成本的能力。这种能力的提高的关键是如何将新型的自动操纵系统应用在生产制造业中。众所周知，计算机技术、通讯技术、IT技术的进展不断地渗透到工业操纵领域，引起了工业自动化操纵的不断变革，其要紧特征确实是现场总线技术、PC-based技术以及工业以太网技术。这些技术的出现使得工业自动化技术的水平达到了一个新的高峰，面向21世纪的现代工业操纵系统正在逐渐形成。十多年来，Phoenix Contact公司坚持不断创新，不断变革，在
工业自动化操纵领域提出自己独特的解决方案，特不针对如何提高生产率这一制造工业关键的问题。一种具有开放性通讯平台的模块化自动操纵系统—AUTOMATIONWORX（AX）已在生产实际中得到广泛的应用，其先进性、经济性和可靠性得到了实践的证明。事实表明将这种技术用于汽车制造业上可减少 25%的厂房面积、70%系统部件的库存量和90%的安装调试时刻，使生产率和经济效益得到了最大的提高。 2 生产率的提高取决于生产过程的信息化以及制造系统 的集成能力 在当今科学技术迅猛进展的时代，生产率的提高是增强竞争能力的关键。机器和工业设备经济使用的必要性越来越得到人们的重视。这不仅仅是指机械生产厂，同时也是对产品制造厂的要求。充分的利用生产的潜力，尽可能地缩短定单到发货的时刻，这需要工业制造厂家的高度的灵活性和产品生产厂生产新的产品的机动性。这确实是讲，机器和工业设备的制造必须在一定的程度上与技术流程的信息流相结合，即通讯技术必须与生产制造技术紧密的结合起来。为了满足生产设备的高度适应性以及产品快速地改朝换代，制造厂家在制造设备时必须考虑设计、制造、安装和现场调试时所使用的自动操纵方案的一致性，即它的集成
《现场总线技术》 论文 论文题目: 现场总线技术文献综述 论文类型：文献综述 姓名: 学号: 班级: 2016 年 6 月 6 日
摘要 现场总线(Fieldbus)是指开放式、国际标准化、数字化、相互交换操作的双向传送、连接智能仪表和控制系统的通信网络。它作为工厂数字通信网络的基础 沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络 而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这是一项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术 是信息化带动工业化和工业化推动信息化的适用技术 是能应用于各种计算机控制领域的工业总线 因现场总线潜在着巨大的商机 世界范围内的各大公司投入相当大的人力、物力、财力来进行开发研究[1]。当今现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域 由于现场总线技术的不断创新 过程控制系统由第四代的DCS发展至今的FCS(Fieldbus Control System)系统 已被称为第五代过程控制系统[2]。而FCS 和DCS 的真别在于其现场总线技术。现总线技术以数字信号取代模拟信号 在3C(Computer 计算机、Control 控、Commcenication 通信)技术的基础上 大量现场检测与控制信息就地采集、就地处理、就地使用 许多控制功能从控制室移至现场设备。由于国际上各大公司在现场总线技术这一领域的竞争 仍未形成一个统一的标准 目前现场总线网络互联都是遵守OSI 参考模型[3]。由于现场总线以计算机、微电子、网络通讯技术为基础 这一技术正在从根本上改变控制系统的理念和方法 将极大地推动整个工业领域的技术进步 对工业自动化系统的影响将是积极和深远的。 关键字 CAN总线、LonWorks总线、FF总线 Abstract Fieldbus (Fieldbus) refers to open, international standardization, digital and mutual exchange operations two-way transmission, connecting intelligent instrument and control system of communication network. It as plant digital communication network, the basis of the production process communication between field and the control equipment with higher control management level and the contact between. It s not only a grass-roots network, but also a kind of open, new whole distribution control system. This is an intelligent sensing, control, computer, digital communication technology as the main contents of the comprehensive technology, is becoming an information based society impetus industrialization and the industrialization push the applicable technology, information can be applied to various computer control areas of industrial bus, because of fieldbus potential great opportunities, the worldwide each big companies invest considerable human, material nd financial resources to develop research [1]. Today's Fieldbus technology has been international companies competitive field, because of Fieldbus technology unceasing innovation, process Control System consists of the fourth generation since the DCS development of Fieldbus Control System (FCS) System, has been called the fifth generation process Control System [2]. But the real difference of DCS and FCS in the fieldbus technology. Now bus technology replaced with digital signal analog signals in 3C (Computer Control Control, Computer, Commcenication communication) technology, and on the basis of field test and Control information of in situ Set, in situ treatment and on-the-spot use, many control functions from the control room moved to site equipment. The big company because international in the fieldbus technology this field of competition, still not form an unified standards, currently fieldbus network interconnection abide by the OSI reference model [3].
航空航天数据总线技术发展综述 综述1 70年代以来，随着微电子、计算机、控制论的发展，使得航空电子系统的发展更为迅速。1980年美国专门制定了军用1553系列标准和ARINC系列标准，使数据总线更加规范化。目前自动化程度较高的军、民用飞机，如F-16、F-117、幻影2000、空中客机A340等都采用了数据总线技术。数据总线技术在我国航空电子系统设计中已有十几年的设计和使用经验，本文针对具有代表性的总线标准，包括MIL-STD-1553B、ARINC429、MIL-STD-1773、ARINC629、STANAG3910、RS485及CAN总线技术进行介绍。 1. MIL-STD-1553B MIL-STD-1553B总线全称为飞行器内部时分命令/响应式多路数据总线,它由美国自动化工程师协会在军方和工业界的支持下制定,正式公布于1978年,1986-1993年进行了修改和补充。我国与之对应的标准是GJB289A-97。该总线采用冗余的总线型拓扑结构,传输数据率可达1 Mb/S，足以满足第三代作战飞机的要求。1553B总线系统主要由总线控制器BC和远程终端RT和组成，其字长度20bit，数据有效长度为16bit，半双工传输方法，双冗余故障容错方式，传输媒介为屏蔽双绞线，1553B总线的冗余度设计，提高了子系统和全系统的可靠性。 1553B总线的主要功能是为所有连接到总线上的航空电子系统提供综合化、集中式的系统控制和标准化接口。该总线技术首先运用于美国空军F-16战斗机。在过去的30年中,MIL-STD-1553B已成功地应用于多种战机,并且成功应用于其它控制领域,如导弹控制、舰船控制等，在海军和陆军的武器和维护系统中已经开始采用1553B总线。 随着国防现代化的建设和武器系统的升级换代，我军也开始将1553B协议大量应用到武器系统的设计中。 2. ARINC429 ARINC429总线协议是美国航空电子工程委员会（Airlines Engineering Committee）于1977年7月发表并获得批准使用的,它的全称是数字式信息传输系统(DITS)。协议标准
现场总线基础知识 现场总线技术综述 现场总线（Fieldbus）是80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多实力、有影响的公司都先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设备的底层，作为工厂设备级基础通讯网络，要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成本低的特点。 具有一定的时间确定性和较高的实时性要求,还具有网络负载稳定，多数为短帧传送、信息交换频繁等特点。由于上述特点，现场总线系统从网络结构到通讯技术，都具有不同上层高速数据通信网的特色。 一般把现场总线系统称为第五代控制系统，也称作FCS——现场总线控制系统。人们一般把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代，把4～20mA等电动模拟信号控制系统称为第二代，把数字计算机集中式控制系统称为第三代，而把70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS称作第四代。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统，一方面，突破了DCS系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。可以说，开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。 现场总线技术在历经了群雄并起，分散割据的初始阶段后，尽管已有一定范围的磋商合并，但至今尚未形成完整统一的国际标准。其中有较强实力和影响的有:FoudationFieldbus （FF）、LonWorks、Profibus、HART、CAN、Dupline等。它们具有各自的特色，在不同应用领域形成了自己的优势。本文将在简要描述现场总线技术特点的基础，紧扣系统的可靠性、实用性等，介绍现场总线网络结构、体系结构等关键技术及目前较为流行的几种有实力的现场总线技术的现状，最后阐述现场总线的发展趋势与技术展望。 一、现场总线的技术特点 1、系统的开放性。开放系统是指通信协议公开，各不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息交换，现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。这里的开放是指对相关标准的一致、公开性，强调对标准的共识与遵从。一个开放系统，它可以与任何遵守相同标准的其它设备或系统相连。一个具有总线功能的现场总线网络系统必须是开放的，开放系统把系统集成的权利交给了用户。用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。 2、互可操作性与互用性，这里的互可操作性，是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通信。而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而实现互用。 3、现场设备的智能化与功能自治性。它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等
现场总线CAN综述报告 CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议。在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。此后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。 现在，CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。 一． CAN总线的产生与发展 控制器局部网（CAN－CONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。控制器局部网将在我国迅速普及推广。 随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展，工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支，并取得了巨大进步。由于对系统可靠性和灵活性的高要求，工业控制系统的发展主要表现为：控制面向多元化，系统面向分散化，即负载分散、功能分散、危险分散和地域分散。 分散式工业控制系统就是为适应这种需要而发展起来的。这类系统是以微型机为核心，将 5C 技术--COMPUTER（计算机技术）、CONTROL（自动控制技术）、COMMUNICATION（通信技术）、CRT（显示技术）和 CHANGE（转换技术）紧密结合的产物。它在适应范围、可扩展性、可维护性以及抗故障能力等方面，较之分散型仪表控制系统和集中型计算机控制系统都具有明显的优越性。 典型的分散式控制系统由现场设备、接口与计算设备以及通信设备组成。现场总线（FIELDBUS）能同时满足过程控制和制造业自动化的需要，因而现场总线已成为工业数据总线领域中最为活跃的一个领域。现场总线的研究与应用已成为工业数据总线领域的热点。 尽管目前对现场总线的研究尚未能提出一个完善的标准，但现场总线的高性能价格比将吸引众多工业控制系统采用。同时，正由于现场总线的标准尚未统一，也使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥，并将为现场总线的完善提供更加丰富的依据。控制器局部网 CAN正是在这种背景下应运而生的。 由于CAN为愈来愈多不同领域采用和推广，导致要求各种应用领域通信报文的标准化。为此，1991 年 9 月 PHILIPS SEMICONDUCTORS 制订并发布了 CAN 技术规范（VERSION2.0）。该技术规范包括A和B 两部分。2.0A给出了曾在CAN 技术规范版本1.2 中定义的CAN报文格式，而2.0B给出了标准的和扩展的两种报文格式。此后，1993 年11 月ISO正式颁布了道路交通运载工具--数字信息交换--高速通信控制器局部网（CAN）国际标准（ISO11898），为控制器局部网标准
现场总线概述 现场总线控制系统技术是20 世纪80 年代中期在国际上发展起来的一种崭新的工业控制技术。现场总线控制系统（FCS）的出现引起了传统的PLC和DCS控制系统基本结构的革命性变化。现场总线系统技术极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量，使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。更重要的是从原来的面向设备选择控制和通信设备转变成为基于网络选择设备。尤其是20世纪90 年代现场总线控制系统技术逐渐进入中国以来，结合Internet 和Intranet 的迅猛发展，现场总线控制系统技术越来越显示出其传统控制系统无可替代的优越性。现场总线控制系统技术已成为工业控制领域中的一个热点。 1 现场总线的发展 计算机控制系统的早期，采用一台小型机控制几十条控制回路，目的是降低每条回路的成本。但由于计算机的故障将导致所有控制回路失效，所以后来发展成分布式控制（DCS），即由多台微机进行数据采集和控制，微机间用局域网（LAN）连接起来成为一个统一系统。DCS沿用了二十多年，其优点和缺点均充分显露。最主要的问题仍然是可靠性：一台微机坏了，该微机管辖下的所有功能都失效；一块AD板上的模/数转换器坏了，该板上的所有通道（8或16个）全部失效。曾有过采用双机双I/O等冗余设计，但这又增加了成本，增加了系统的复杂性。为了克服系统可靠性、成本和复杂性之间的矛盾，更为了适应广大用户要求的系统开放性、互操作性要求，实现控制系统的网络化，一种新型控制技术──现场总线控制系统（FCS）正迅速发展起来。 1.1 什么是现场总线 从名词定义来讲，现场总线是用于现场电器、现场仪表及现场设备与控制室主机系统之间的一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统。而现场总线标准规定某个控制系统中一定数量的现场设备之间如何交换数据。数据的传输介质可以是电线电缆、光缆、电话线、无线电等等。 通俗地讲，现场总线是用在现场的总线技术。传统控制系统的接线方式是一种并联接线方式，从PLC控制各个电器元件，对应每一个元件有一个I/O口，两者之间需用两根线进行连接，作为控制和/或电源。当PLC所控制的电器元件数量达到数十个甚至数百个时，整个系统的接线就显得十分复杂，容易搞错，施工和维护都十分不便。为此，人们考虑怎样把那么多的导线合并到一起，用一根导线来连接所有设备，所有的数据和信号都在这根线上流通，同时设备之间的控制和通信可任意设置。因而这根线自然而然地称为了总线，就如计算机内部的总线概念一样。由于控制对象都在工矿现场，不同于计算机通常用于室内，所以这种总线被称为现场的总线，简称现场总线。
现场总线技术综述
2008-3-3 15:51:00 来源：中国自动化网
现场总线控制系统技术是 20 世纪 80 年代中期在国际上发展起来的一种崭新的 工业控制技术。现场总线控制系统（FCS）的出现引起了传统的 PLC 和 DCS 控制系 统基本结构的革命性变化。 现场总线系统技术极大地简化了传统控制系统繁琐且技术 含量较低的布线工作量，使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。更重要的是从原 来的面向设备选择控制和通信设备转变成为基于网络选择设备。 尤其是 20 世纪 90 年 代现场总线控制系统技术逐渐进入中国以来，结合 Internet 和 Intranet 的迅猛发展， 现场总线控制系统技术越来越显示出其传统控制系统无可替代的优越性。 现场总线控 制系统技术已成为工业控制领域中的一个热点。
1 现场总线的发展
计算机控制系统的早期，采用一台小型机控制几十条控制回路，目的是降低每条 回路的成本。但由于计算机的故障将导致所有控制回路失效，所以后来发展成分布式 控制（DCS），即由多台微机进行数据采集和控制，微机间用局域网（LAN）连接起 来成为一个统一系统。DCS 沿用了二十多年，其优点和缺点均充分显露。最主要的 问题仍然是可靠性：一台微机坏了，该微机管辖下的所有功能都失效；一块 AD 板上 的模/数转换器坏了，该板上的所有通道（8 或 16 个）全部失效。曾有过采用双机双 I/O 等冗余设计，但这又增加了成本，增加了系统的复杂性。为了克服系统可靠性、 成本和复杂性之间的矛盾，更为了适应广大用户要求的系统开放性、互操作性要求， 实现控制系统的网络化，一种新型控制技术──现场总线控制系统（FCS）正迅速发 展起来。 1.1 什么是现场总线 从名词定义来讲，现场总线是用于现场电器、现场仪表及现场设备与控制室主机 系统之间的一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统。而现场总线标准规定某 个控制系统中一定数量的现场设备之间如何交换数据。 数据的传输介质可以是电线电 缆、光缆、电话线、无线电等等。 通俗地讲，现场总线是用在现场的总线技术。传统控制系统的接线方式是一种并 联接线方式，从 PLC 控制各个电器元件，对应每一个元件有一个 I/O 口，两者之间需 用两根线进行连接，作为控制和/或电源。当 PLC 所控制的电器元件数量达到数十个 甚至数百个时， 整个系统的接线就显得十分复杂， 容易搞错， 施工和维护都十分不便。 为此，人们考虑怎样把那么多的导线合并到一起，用一根导线来连接所有设备，所有 的数据和信号都在这根线上流通，同时设备之间的控制和通信可任意设置。因而这根 线自然而然地称为了总线，就如计算机内部的总线概念一样。由于控制对象都在工矿 现场， 不同于计算机通常用于室内， 所以这种总线被称为现场的总线， 简称现场总线。
开放式现场总线 CC-Link 综述 相关专题：电子元器件 虽然 CC-Link 在中国的市场表现良好，国内已经存在大量广泛的应用和一些合作伙伴，但是关于 CC-Link 的全貌的介绍相对较少。 作为包容了现场总线最新技术的 CC-Link ，其先进的技术性能和特点非常鲜明。有必要逐步向广大的用户和合作伙伴及中国的工程技术人员，介绍 CC-Link 有关技术和应用情况。使 CC-Link 的技术为更多的业内人士所了解，为中国的现场总线的发展，提供有益的参考。 一、开放式现场总线 CC-Link 技术背景和 CLPA 在 1996 年 11 月，以三菱电机为主导的多家公司以“ 多厂家设备环境、高性能、省配线” 理念开发、公布和开放了现场总线 CC-Link ，第一次正式向市场推出了 CC-Link 这一全新的多厂商、高性能、省配线的现场网络。并于 1997 年获得日本电机工业会（ JEMA ）颁发的杰出技术成就奖。CC-Link 是 Control& Communication Link ( 控制与通信链路系统 ) 的简称。 即：在工控系统中，可以将控制和信息数据同时以 10Mbps 高速传输的现场网络。 CC-Link 具有性能卓越、应用广泛、使用简单、节省成本等突出优点。作为开放式现场总线， CC-Link 是唯一起源于亚洲地区的总线系统，CC-Link 的技术特点尤其适合亚洲人的思维习惯.于 1998 年，汽车行业的马自达、五十铃、雅马哈、通用、铃木等也成为了 CC-Link 的用户，而且 CC-Link 迅速进入中国市场.1999 年，销售的实绩已超过 17 万个节点， 2001 年达到了72 万个节点，到 2001 年累计量达到了 150 万，其增长势头迅猛，在亚洲市场
的仪表,意义十分重大: (1)缩短我国自动化仪表与国外的差距 现场总线是当前国际性的变革技术,是一个新的技术起跑线。虽然我国现场总线技术与国外已存在差距,但是如能及时开展工作,一定会明显缩短我们与国外的差距。 (2)为国民经济各部门提供新的自动化装备,从而带来更高的效益 现场总线化仪表、系统将广泛应用于工业过程控制,涉及到电力、冶金、化工、建材、轻工、造纸等行业,范围广,是国民经济的支柱。现场总线化仪表、系统的应用,将大大提高生产自动化水平和劳动生产率,给用户带来更高的效益。 (3)振兴我国仪表工业 当前市场竞争激 烈,世界上有名的仪表公司的产品纷纷进入我国市场,在这种形势下,我国仪表企业面临困难,现场总线化仪表、系统的发展,将促进我国仪表产品结构的调整,从而使我国仪表产业在技术与市场的推动下得以振兴。 现场总线技术综述 福州大学 郑文波 阳宪惠清 华 大 学 徐用懋 叶少珍 摘要 介绍了现场总线技术特点,网络结 构和5种典型的现场总线。作者指出开放系统互连模型和通信协议是现场总线的核心。在连续过程自动化领域中,今后十年内,FF 将成为主流发展趋势。 收稿日期:1997-06-11 一、概述 现场总线(F ieldbu s )是80年代末、90年代初国际上发展形成的,用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通信网络。它作为工厂数字通信网络的基础,沟通了生产过程现场级控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络,而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通信为主要内容的综合技术,已受到世界范围的关注而成为自动化技术发展的热点,并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。就现场总线一词的含义而言,现场是指工作环境处于过程设备底层一端,而总线则意味着须遵循同一技术 规范的连线系统,意味着这些遵守同一规范的各设备间可实现互连与互操作。作为工厂设备级基础通信网络,要求具有协议简单,容错能力强、安全性好、成本低的特点;具有一定的时间确定性和较高的实时性要求;还具有网络负载稳定、多为短帧传送、信息交换频繁等特点,因而,现场总线系统从网络结构到通信技术,都具有不同于上层高速数据通信网的特色。 现场总线控制系统统FCS 作为新一代控制系统,一方面,突破了DCS 系统采用通信专用网络的局限,采用了基于公开化标准化的解决方案,克服了封闭系统所造成的缺陷,另一方面把DCS 的集中与分散相结合的集散系统结构,变成了新型全分布式结构,把控制功能彻底下放到现场。可以说,开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。 1.现场总线的技术特点 (1)系统的开放性 开放系统是指通信协议公开,各不同厂家设备之间可进行互连并实现信息交换。现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。这里的开放是指对相关标准的一致性、公开性,强调对标
现场总线技术综述 现场总线（Fieldbus）是80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多实力、有影响的公司都先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设备的底层，作为工厂设备级基础通讯网络，要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成本低的特点:具有一定的时间确定性和较高的实时性要求,还具有网络负载稳定，多数为短帧传送、信息交换频繁等特点。由于上述特点，现场总线系统从网络结构到通讯技术，都具有不同上层高速数据通信网的特色。 一般把现场总线系统称为第五代控制系统，也称作FCS——现场总线控制系统。人们一般把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代，把4～20mA等电动模拟信号控制系统称为第二代，把数字计算机集中式控制系统称为第三代，而把70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS称作第四代。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统，一方面，突破了DCS系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。可以说，开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。 现场总线技术在历经了群雄并起，分散割据的初始阶段后，尽管已有一定范围的磋商合并，但至今尚未形成完整统一的国际标准。其中有较强实力和影响的有 FoudationFieldbus（FF）、LonWorks、Profibus、HART、CAN、Dupline等。它们具有各自的特色，在不同应用领域形成了自己的优势。本文将在简要描述现场总线技术特点的基础，紧扣系统的可靠性、实用性等，介绍现场总线网络结构、体系结构等关键技术及目前较为流行的几种有实力的现场总线技术的现状，最后阐述现场总线的发展趋势与技术展望。 一、现场总线的技术特点 1、系统的开放性。开放系统是指通信协议公开，各不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息交换，现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。这里的开放是指对相关标准的一致、公开性，强调对标准的共识与遵从。一个开放系统，它可以与任何遵守相同标准的其它设备或系统相连。一个具有总线功能的现场总线网络系统必须是开放的，开放系统把系统集成的权利交给了用户。用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。 2、互可操作性与互用性，这里的互可操作性，是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通信。而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而实现互用。 3、现场设备的智能化与功能自治性。它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。 4、系统结构的高度分散性。由于现场设备本身已可完成自动控制的基本功能，使得现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性。 5、对现场环境的适应性。工作在现场设备前端，作为工厂网络底层的现场总线，是专为在现场环境工作而设计的，它可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现送电与通信，并可满足本质安全防爆要求等。 二、现场总线的优点 由于现场总线的以上特点，特别是现场总线系统结构的简化，使控制系统的设计、安装、投运到正常
现场总线及其应用 综述报告 姓名： 学号： 班级： 指导教师：徐天华 完成时间：
目录 前言部分： (2) 一、现场总线概述 (2) 1、现场总线的现状与发展 (2) 2、现场总线简介 (5) 二、现场总线体系结构及协议 (8) 1、网络体系结构的基本概念 (8) 2、OSI参考模型 (8) 3、物理层与物理层协议 (9) 三、现场总线的工程应用 (10) 1、CAN (10) 2、Profibus现场总线 (13) 3、LonWorks智能控制网络 (16) 参考文献 (19)
前言部分 现场总线技术是自动化领域发展的热点，是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的串行通信系统，被誉为自动化领域的局域网，它是计算机技术、通信技术、控制技术的集成。 现场总线控制系统打破了传统控制技术的结构形式。传统模拟控制系统采用一对一的物理连接，而现场总线控制系统FCS是继基地式仪表控制系统、电动气动单元组合仪表模拟控制系统、直接数字控制系统DDC、集散控制系统DCS之后的新一代智能控制系统，它把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，将每个网络节点连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任务的网络系统和控制系统。现场总线中的传感器、变送器、执行机构均置入了微处理器，使它们具备了数字计算和数字通信的能力，信息的传输不再依赖于控制室内的计算机或控制仪表，直接在现场的各网络节点完成，实现了彻底的分散，有力的推动了测控系统向数字化、网络化、智能化方向发展。 发展现场总线的初衷是建立开放的控制通信网络，其通信协议理应趋于统一，但由于历史原因，已有众多公司与技术部门在开发现场总线与产品方面投入了大量的人力和财力，至今在不同领域形成的现场总线已有几十种，并在特定的领域内得到了应用。然而，进入IEC 标准的现场总线只有8种，本报告着重介绍国内外常用的几种现场总线及其应用技术。 一、现场总线概述 1.现场总线的现状与发展 （1）现状 国际电工技术委员会/国际标准协会自1984年起着手现场总线的标准工作，但统一的标准至今仍未完成。同时，世界上许多公司也退出了自己的现场总线技术。但太多存在差异的标准和协议，会给实践带来复杂性和不便，影响开放性和互操作性。因而在最近几年里开始标准统一工作，减少现场总线协议的数量，以达到单一标准协议的目的。各种协议标准合并的目的是为了达到国际上统一的总线标准，以实现各家产品的互操作性。 ●多种总线共存 ●每种总线各有其应用领域 ●每种总线各有其国际组织 ●每种总线均有其支持背景