《现场总线及其应用技术》第一章 概述
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现场总线CANopen学习笔记一通过对《现场总线CANopen设计与应用》的学习,总结了一些学习CANopen 的知识要点,希望能够对CANopen初学者有所帮助。
首先让我介绍一下这本书,原名为德语《CANopen----das standardisierte , eingebttete Netzwerk》,中文是《现场总线CANopen设计与应用》。
作者,Holger Zeltwanger ,是CAN总线技术专家,兼任ISO国际标准化组织CAN标准工作组主席,组织领导发布了ISO11898系列标准,是CAN工业的奠基人,1992年创立了CiA组织(CAN in Automation)并担任主席至现在。
本书的内容简介:介绍作为工业现场总线协议重要成员之一的CANopen协议和基本原理、规则及相关背景,重点介绍CANopen协议的工作机制,力求向读者展现CANopen协议的概貌,使读者能够理解为什么CANopen需要制定如此的工作流程。
全书分为4个部分:第一部分由第1~3章组成,主要介绍通信的基本通信以及CANopen 协议物理层和链路层的基本特性(CAN总线)。
第二部分由第4~5章组成,主要介绍CANopen的基本核心工作机制和CANopen主站设备的特点。
第三部分由第6~8章组成,主要介绍CANopen 应用中的设备子协议规范。
第四部分主要介绍CANopen 协议的应用及调试的方法和工具。
很荣幸,我手上看的这本书是Holger 亲笔签名的书,读起来的感觉就是不一样。
哈哈。
闲话少说,直入主题。
因为我也算是学习CANopen 的小白,主要采用总结归纳知识点的方式来读。
以下就是总结了CANopen的主要知识点和一些自己的理解。
书看一遍,刚入味,各种不懂;再看一遍,重新理解之前不明白的,整合知识点,将其联系起来。
首先我觉得还是先看一下CAN总线,了解什么叫CAN ,即CAN总线的基本定义、基本原理、CAN协议等等,从而了解得知CAN协议主要是针对物理层与数据链路层的协议规范。
现场总线技术及其应用 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,是过程控制技术、自动化仪表技术、计算机网络技术三大技术发展的交汇点,将带来控制系统的一大变革。
1 引言 随着计算机、控制、通信、网络等技术的发展,作为工业控制数字化、智能化与网络化典型代表的现场总线(FieldBus)技术也得到了发展迅速、影响巨大,引起了工程技术界的普遍兴趣与重视,使计算机控制系统逐步从集散控制系统(Distributed Control System dcs)走向以现场总线位基础的分布式现场总线控制系统(Fieldbus Control System,FCS),被誉为工业自动化领域具有革命性的新技术。
现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一。
2 被誉为自动化领域的计算机局域网 2.1 现场总线及其特点 (1)什么是现场总线? 根据国际电工委员会(IEC)和美国仪表协会(ISA)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、双向传输、多分支结构的通信网络,它的关键标志是能支持双向多节点、总线式的全数字通讯,具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快、系统安全、造价低廉、维护成本低等特点。
国际电工协会(IEC)的SP50委员会对现场总线有以下三点要求: (1)同一数据链上过程控制单元(PCU)、plc等与数字1/0设备互连; (2)现场总线控制器可对总线上的多个操作站、传感器及执行机构等进行数据存取; (3)通信媒体安装费用较低。
题目与解答第一章现场总线概述1简述FCS的主要技术特点和优点是什么?(FCS名词解释见34背页)(1)现场总线系统(FCS)的技术特点:①系统的开放性。
相关标准的公开、一致性,通过现场总线构筑自动化领域的开放互连系统具备互可操作性与互用性。
不同生产厂家性能类似的设备可实现互换性。
互可操作性:实现互联设备间的信息传输;互用性:不同厂家性能类似设备可实现互换性。
②现场设备的智能化与功能自治性。
仅靠现场总线设备即可完成自动控制的基本功能,并可随时诊断设备运行状态。
包括传感测量、补偿计算、数据处理与控制等③系统的实时性与确定性。
测控任务具有严格的时序和实时性要求,否则可能造成控制系统的灾难性后果。
这也要求通信机制能够保证时间发布和数据传输的实时性。
④现场环境的适应性。
现场总线是专为生产现场环境设计的,支持多种传输介质,具有较强的抗干扰能力,满足本质安全防爆等各种环境要求。
⑤采用成熟先进技术、系统结构的高度分散性。
设备描述语言DDL、技术等。
现场总线可构成全分散性控制系统,简化了系统结构,提高了可靠性。
(2)现场总线的优点:由于现场总线具有以上突出的特点,它使控制系统从设计、安装、投运到正常生产运行以及检修维护,都体现出巨大的优越性。
①节省系统投资、安装费用和维护费用。
②设计、组态、安装、调试简便,系统维护、设备更换和系统扩充方便。
③用户具有高度的系统集成主动权,系统易于重构。
④提高了控制系统的安全性、可靠性和准确性。
⑤完善了企业信息系统,为实现企业综合自动化提供了基础。
2为什么说Fieldbus是底层控制网络Infranet(从Fieldbus的结构特点分析说明)。
(1)•现场总线将单个分散的现场设备变成网络节点,相互之间连接成可以互通信息、共同完成测量控制任务的网络控制系统。
•每个节点实际上是一个智能设备,能够独立完成从控制、检测,到运算、显示、报警等多种任务。
(2)现场总线是低层控制网络Infranet(或者3(3))• Infranet(Infrastructure Network),使工厂底层网络系统的底层现场设备之间以及生产现场与外界能够实现信息交换,满足企业综合自动化的发展需要。
《现场总线控制技术》教学大纲《现场总线控制技术》课程教学大纲课程名称:现场总线控制技术(Technology of Field Bus Control System )课程代号:02332150学时数:38(实验6学时)学分数:2适用专业:自动化、电气工程及其自动化执笔人:徐晓光一、本课程的性质、任务和作用本课程综合了电子、仪器仪表、计算机技术和网络技术的最新发展成果,旨在介绍现场总线这一自控领域的新技术,使学生了解工业自动化领域当今世界自控技术的研究热点和发展方向。
本课程的主要任务是使学生在了解工业自动化的发展历程以及在现场总线技术中使用的基础知识的基础上,掌握目前在工业现场使用最多的PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA的基本原理和具体应用,对工业以太网技术、AS-i 技术及与现场总线密切相关的OPC技术和IEC61131-3编程语言等新技术也要有所认识。
通过本课程的学习能独立承担和开展现场总线控制系统相关的研究工作。
二、本课程的相关课程可编程序控制器、可视化数据处理技术、计算机控制技术,机电传动与控制,单片机原理与应用,自动控制原理等课程三、本课程的基本内容及要求(二)基本内容第1章概述1.1 现场总线的基本概念1.2 现场总线的特点1.3 现场总线的现状1.4 现场总线的未来第2章数据通信基础2.1 通信模型2.2 数据传输2.3 传输媒体2.4 传输数据编码2.5 数据通信接口2.6 差错检测与校正2.7 多路复用技术第3章现场总线体系结构3.1 网络体系结构概述3.2 开放系统互连参考模型中的若干重要概念3.3 现场总线体系结构的建立及特点3.4 现场总线网络的拓扑结构第4章媒体访问控制技术4.1 媒体访问控制技术概述4.2 集中控制型受控访问方法4.3 ALOHA随机访问方法4.4 CSMA 随机访问方法线控制系统的特点。
第2章数据通信基础掌握通信模型、数据传输、传输媒体、传输数据编码、数据通信接口和差错检测与校正的概念及方法,了解多路复用技术的构成及使用方法。
现场总线及其应用技术一、引言现场总线(Fieldbus)是指在工业自动化控制系统中,用于连接现场设备的一种通信总线技术。
它通过集成控制器和现场设备之间的数据交换,实现工业自动化系统的控制与监测。
本文将介绍现场总线的基本概念、工作原理以及在实际应用中的一些技术。
二、现场总线的基本概念现场总线是一种将传感器、执行器等现场设备与控制器相连的通信系统。
它能够提供双向通信、实时数据传输和分布式控制等功能,极大地简化了工业自动化系统的布线和维护工作。
常见的现场总线包括Profibus、Modbus、CAN等。
三、现场总线的工作原理现场总线的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1. 传感器或执行器将采集到的数据通过现场总线发送给控制器。
2. 控制器接收到数据后,进行处理并发送相应的控制指令给现场设备。
3. 现场设备接收到控制指令后,执行相应的动作,并将执行结果反馈给控制器。
四、现场总线的应用技术1. 实时性技术现场总线要求具有较高的实时性,能够在短时间内完成数据的传输和处理。
为了提高实时性,现场总线采用了一系列技术,如时间触发、通信速率调整和数据压缩等。
2. 安全性技术现场总线在工业自动化系统中承担着重要的控制和监测任务,因此安全性是其应用中的重要考虑因素。
现场总线采用了多种安全技术,如数据加密、身份认证和访问控制等,保障系统的安全运行。
3. 故障诊断技术现场总线能够实时监测现场设备的状态,并提供故障诊断功能。
通过采集设备的运行数据和故障信息,现场总线可以及时判断设备的工作状态,并进行故障定位和排除。
4. 网络管理技术现场总线通常由多个设备组成一个网络,因此需要进行网络管理。
网络管理技术包括网络拓扑结构的设计、数据包的路由和转发、网络性能的监测和调优等,保证网络的稳定和可靠运行。
5. 数据采集与处理技术现场总线能够实时采集大量的数据,并进行处理和分析。
数据采集与处理技术包括数据采样、滤波、数据压缩和数据存储等,为后续的控制和决策提供可靠的数据支持。