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现场总线名词解释
现场总线（Fieldbus）是工业自动化中用于控制和监测现场设备的一种通信网络。
它可以将传感器、执行器、电机、阀门等现场设备之间的数据互相传输，实现对工业生产过程的实时监控和控制。
简单来说，现场总线就是一种将各种现场设备连接起来进行数据通信、监控和控制的技术。
与传统的模拟控制系统相比，它具有更高的可靠性、灵活性和可扩展性，可以大大提高工业生产效率和质量。
现场总线通常包括两个方面的内容：物理层和通信协议。
物理层是指现场总线网络的硬件部分，包括连接线路、传感器、执行器等设备；通信协议则是指现场总线网络中各节点之间数据传输的规则和标准。
常见的现场总线协议有Profibus、DeviceNet、CANopen、Modbus 等，它们广泛应用于自动化控制、过程控制、机器人控制、工厂自动化等领域。
通过使用现场总线技术，可以有效地实现设备之间的信息交换和控制，从而提高工业生产的效率和质量。
1、什么是现场总线？安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。
现场总线一般是指一种用于连接现场设备，如传感器（sensors）、执行器以及像PLC、调节器（regulators）、驱动控制器等现场控制器的网络。
现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向、串行、多节点、数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。
现场总线是一种串行的数字数据通信链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备（现场设备）之间以及更高层次自动控制领域的自动化控制设备（车间级设备）之间的联系。
现场总线是连接控制系统中现场装置的双向数字通信网络；现场总线是从控制室连结到现场设备的双向全数字通信总线。
现场总线是用于过程自动化和制造自动化（最底层）的现场设备或现场仪表互连的现场数字通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。
现场总线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、多站的通信网络。
由此网络构成的系统称为现场总线控制系统。
2、现场总线的结构特点是什么？现场总线系统中，各现场设备分别作为总线上的网络节点，设备之间采用网络式连接是现场总线系统在结构上最显著的特征之一。
（1）系统的开放性开放系统是指通信协议公开，不同制造商提供的设备之间可实现网络互连与信息交换，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。
（2）互可操作性与互用性互可操作性，是指网络中互连设备间的信息传送与交换，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）通信的实时性与确定性现场总线系统的基本任务是实现测量控制。
现场总线系统中的媒体访问机制、通信模式、网络管理与调度方式等都将保证通信的实时性、有效性与确定性。
（4）现场设备的智能化与功能自治性智能主要体现在现场设备的数字计算与数字通信能力上。
1、现场总线的定义。
现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的双向数字式、串行、多点通信的数据总线现场总线系统的技术特点？答：系统开放性，互可操作性，通信的实时性与确定性，现场设备的智能性与功能自治性，对现场环境的适应性。
a)开放性：相关标准的一致性和公开性；系统集成的透明性和开放性；产品竞争的公正性和公开性。
b)交互性：上层网络与现场设备之间具有相互沟通的能力；现场设备之间具有相互沟通能力；不同厂家的同类设备可以相互替换。
c)自治性：单独的现场设备即具有自动控制的基本功能，可以随时诊断自己的运行状况，实现功能的自治。
d)适应性：专为恶劣环境而设计的，对现场环境具有很强的适应性。
现场总线系统的优势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用户具有系统集成主动权。
5提高了系统的准确性和可靠性2.数字数据编码定义：用高低电平的矩形脉冲信号来表示数据的0、1状态。
数字编码的种类有：单极性码、双极性码、归零码、非归零码、差分码、Manchester编码等。
工业通信中常用的是非归零码和曼彻斯特编码3.GSD 文件：GSD文件被称为电子设备数据文件，是由生产从站（主站）的厂商按照统一格式建立的一个电子文件。
其以文本文件形式记录了从站的各种属性，并随从站设备一同提供给用户。
GSD文件有明确定义的文件格式，主站从中便于读取各从站设备的数据参数，形成主站上的参数数据库。
在组态阶段，系统自动地对输入与整个系统有关的数据的输入误差和前后一致性进行检查核对。
GSD一般分为以下三部分。
①总规范：包括厂商和设备名称、软硬件版本、波特率、监控时间间隔及总线插头的信号分配等。
②与DP主站相关的规范：包括主站的各项参数，如允许的从站个数等。
③与DP从站相关的规范：包括与从站有关的所有规范，如I/O通道的数量、类型、诊断数据等。
1 什么是代冲突检测的载波监听多址访问？采用载路监听多重访问/冲突检测的介质访问控制方式时，网络上的任何节点都没有预定的发起通信的时间，节电随机向网络发起通信，当遇到多个节点同时发起通信时，信号会在传输线上相互混淆而遭破坏，称为产生“冲突”，为尽量避免由于竞争引起的冲突，每个节点在发送信息之前，都要倾听传输线上是否有信息在发送这就是“载波监听”由于传输线上不可避免的存在传输延迟，有可能多个站同时侦听到线上空间并开始发送，从而导致冲突，故每个节点在开始发送信息之后，还要继续侦听路线，判定是否有其他节点与本节点同时向数据介质发送，一旦发现便终止当前发送，这就是“冲突检测”。
现场总线1. 现场总线的特点与优点一、结构特点（从DCS的一对一链接到FCS的单总线链接）；二、技术特点（开放性、互操作性、现场适应性）；三、优点：硬件投入少；用户有高度的系统集成主动权；提高了控制精度和可靠性。
2.什么是现场总线？现场总线就是用于现场智能化设备与控制室自动化系统之间的、一个标准化的数字通信链路，可进行数字化双向、多站点、总线式的信息通信，实现相互操作与信息共享。
1.4 现场总线的本质一、现场通信网络（双绞线、同轴电缆、光纤等）；二、现场设备（传感器、变送器、执行器）互联；三、互操作性（不同厂家的设备可以直接链接）；四、分散功能块（如执行器含有PID，实现分散控制）；五、通信线供电；六、开放式互联网络（可与不同层网络互联，实现数据库共享）。
共有七层结构:⑴物理层。
定义了通信线路的物理规范。
即比特流传输--数据收发。
⑵数据链路层：规定了物理地址、网络结构、出错警告、数据排序和流量控制。
即成帧、纠错--访问控制。
⑶网络层：为不同位置的设备之间，提供链接和选择最佳路径。
即选路、寻址--选定路径。
⑷传输层：保证数据的可靠传输。
即收、发—端口确认。
⑸会话层：建立、管理、终止应用程序简的会话。
即同步—会话管理。
⑹表示层：提供多种数据格式间的转换。
即编译—数据构造。
⑺应用层：为用户提供相关的服务：如E-mail服务、WWW服务等。
即管理、协同—信息交换。
与OSI模型相比，现场总线通信模型特点是：一般的现场总线只有第1、2、7层，然后再增加第8层用户层。
这是因为现场总线主要连接现场的传感器、控制器、执行器等，其单个节点的信息量较小，数据格式简单。
但是对实时性、快速性要求较高。
如果完全按照7层结构的OSI模型进行通信，则难以保证工业控制的实时性要求。
再考虑到降低成本、提高可靠性的要求，现场总线的通信模型都在OSI的基础上进行了简化。
总之，与OSI模型相比，现场总线通信模型有明显的特点。
TCP协议是面向连接的协议，允许从一台机器发出的字节流无差错地发往互联网上的其它机器。
什么是现场总线-现场总线的概念什么是现场总线?现场总线的概念按照国际电工委员会IEC标准和现场总线基全会FF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式、双向传输、多分支结构的通信网络。
现场总线的本质含义表现在以下几个方面: (1)现场通信网络现场总线作为一种数字式通信网络一直延伸到生产现场中的现场设备，使过去采用点到点式的模拟量信号传输或开关量信号的单向并行传输变为多点一线的双向串行数字式传输。
(2)现场设备互连现场设备是指位于生产现场的传感器、变送器和执行器等。
这些现场设备可以通过现场总线直接在现场实现互连，相互交换信息。
而在计算机集散控制系统中，现场设备之间是不能直接交换信息的。
(3)互操作性所谓互操作性是指来自不同厂家的设备可以相互通信，并且可以在多厂家的环境中完成功能的能力。
它体现在?用户可以自由地选择设备，而这种选择独立于供应商、控制系统和通信协议;?制造商具有增加新的、有用的功能的能力;?不需要专有协议和特殊定制驱动软件和升级软件。
(4)分散功能块现场总线控制系统把功能块分散到现场仪表中执行，因此取消了传统的计算机集散控制系统中的过程控制站。
例如，现场总线变送器除了具有一般变送器的功能之外还可以运行Pm控制功能块。
类似地，现场总线执行器除了具有一般执行器的功能之外，还可以运行控制功能块和输出特性补偿块，甚至还可以实现阀门特性自校验和阀门故障自诊断功能。
(5)现场总线供电现场总线除了传输信息之外，还可以完成为现场设备供电的功能。
总线供电不仅简化了系统的安装布线，而且还可以通过配套的安全栅实现本质安全系统，为现场总线控制系统在易燃易爆环境中应用奠定了基础。
(6)开放式互连网络现场总线为开放式互联网络，既可与同层网络互联，也可与不同层网络互联。
现场总线协议是—‘个完全开放的协议，是采用公开化、标准化、规范化的通信协议。
这就意味着来自不同厂家的现场总线设备，只要符合现场总线协议，就可以通过现场总线网络连接成系统，实现综合自动化。
现场总线的概念
现场总线（Fieldbus）是一种用于工业自动化领域的通信协议，它用于在现场设备（如传感器、执行器、变送器等）和控制系统（如PLC、DCS、FCS等）之间进行数字通信。
现场总线是一种开放式、数字化、双向通信系统，它允许不同的设备之间进行实时通信和数据交换。
这些设备通常位于工厂的现场，用于监测和控制生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量等。
现场总线的特点包括：
1.开放式：现场总线是一种开放式通信协议，允许不同的设备之
间进行通信，不受厂商和技术的限制。
2.数字化：现场总线采用数字信号进行通信，相比传统的模拟信
号具有更高的精度和稳定性。
3.双向通信：现场总线支持双向通信，即设备之间可以进行数据
交换和相互控制。
4.实时性：现场总线具有较高的实时性，能够满足工业自动化领
域的实时监测和控制要求。
5.可靠性：现场总线具有较强的抗干扰能力，能够在恶劣的工作
环境下稳定运行。
常见的现场总线协议包括Modbus、Profinet、CAN总线、HART等。
这些协议各有特点，适用于不同的应用场景。
在选择现场总线时，需要根据实际需求和应用场景进行综合考虑。
第四章 现场总线概述一、现场总线的定义按照国际电工委员会IEC61158标准的解释, 现场总线是应用在制造或过程区域现场装置与控制室内自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线.它也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络.二、现场总线控制系统的定义以现场总线为技术核心的工业控制系统,称为现场总线控制系统.简称FCS(Fieldbus Control System). 他把单个分散的过程控制设备变成智能控制节点(将微处理机嵌入到传统的过程控制仪表中,使之具备了数字处理和数字通信能力).采用简单连法的双绞线作为传输介质,把多个过程控制仪表连结成网络结构,使多个现场控制设备、现场智能仪表与过程监控计算机之间,实现数据传输与数据交换,形成各种适合实际需要的分布式自动控制系统.三、现场总线控制系统的由来20世纪50年代以前的气动控制仪表成为第一代控制仪表，到60年代的4-20mA 电动单元组合仪表为第二代仪表，到60年代-70年代中期，出现了DDC 系统，称为第三代控制系统，到70年代中期，出现了DCS,称为第四代控制系统，由于DCS 各生产厂商自成系统，许多软硬件产品不能互换，而且通信协议也各不相同，难以实现互换与互操作，组成大范围信息共享的网络系统，存在很多困难。
到了1982年欧洲首先提出现场总线的概念，随后于1984年美国仪表协会开始着手制订现场总线标准。
到1995年成立了国际性的组织，现场总线基金会，简称FF(Fieldbus Foundation)，并于2000年正式通过了7种现场总线国际标准，既IEC61158.四、现场总线标准现场总线标准是要求各个制造商和系统集成商共同遵守的一种通信协议技术标准。
2002年IEC61158共公布8种标准。
1、基金会现场总线 FFFF 的主要技术内容，主要包括FF 通信、用于完成OSI （开放式系统互连参考模型）的通信栈，用于描述设备特性的描述语言，设备描述字典，用于实现测量、控制、工程量转换的应用功能块，实现系统组合管理功能的系统软件以及构筑集成自动化系统，网络系统的系统集成技术。
