《现场总线讲解》PPT课件

现场总线技术概述
现场总线的主要任务，就是通过自动化系统的数据信息 来完成生产的执行。这些数据信息包括电机的电流、电机的 转速、管道的流量、阀门的状态、温度的高低、压力的大小 等，还包括控制电机的启动和停止、打开和关闭阀门、发送 警报等。现场总线传递的数据信息，是现场控制流程能够正 常进行下去的基础，也是企业级网络非常重要的部分。
接上。 现场总线的主站和子站有内置或外加的通信模块、通信
卡，而且支持相同的通信协议以实现互连。
现场总线技术概述
当然，如果现场总线的规模较大，也可能出现包含多个 不同通信协议的子网的情况，但每个子网使用的一定是同一 个通信协议。子网和子网之间，可以通过网关来实现协议的 转换，以组成大的主网。主站除了具备通信能力之外，还具 有强大的运算能力，因为在每一个扫描周期，主站都需要对 通信的数据进行处理并做出响应。通信的速度越快，主站的 运算能力的需求就越大，否则通信的实时性就无法体现出来。 子站作为受控设备，相对来说运算能力的要求比主站要小得 多，但也要能够及时执行主站的控制命令、监视命令并及时 反馈信息。当
现场总线技术概述
最后是降低了生产的稳定性。开关量信号和模拟量信号 都是纯粹的电信号，极易受到干扰。如果现场设计或施工不 当，则在信号受到干扰时很容易出现设备误动、信息错误、 无法安全停机等问题。如果是在施工阶段，技术人员尚可花 费大量的时间对其进行排查；如果已进入生产阶段才发现类 似问题，则需要花费大量的人力和物力来进行二次改造。
现场总线技术概述
现场总线的安全性则分为两个方向，一个是面向安全设 备的，另一个是面向通信本身的。面向安全设备方面，现在 很多通信协议都在自己的规范中单独加入了安全设备的部分， 牵涉安全设备的冗余、自检等，其目的是和安全设备做到更 优的适配，保证在出现安全问题时可以正常地停机。面向通 信本身方面，在前面稳定性的部分有必要的设置，如数据校 验、心跳协议等，其目的是保证通信自身信息的安全，并在 出现故障时可以做出正确的动作，如停机、报警等。得益于 通信速度的加快，目前这一部分的内容在整个通信协议的交 换信息中的占比越来越大，就是为了提高通信自身的安全性。

Profibus-DP主要性能特点
·传输速率范围很广，可高速数据通信 9.6Kbit/s~12Mbit/s ·传输介质:RS-485技术双绞屏蔽铜电 缆和光纤传输;
Profibus-PA
• Profibus-PA • 支持单位:西门子公司Profibus国际组织
(PI) ， 我 国 有 用 户 组 织 或 专 业 委 员 会 (CPO) 。 标 准 :IEC61158; IEC61784;DIN19245;EN50170。 • 应用领域:流程工业。 • 使用情况 : 应用很广，已有 250 家生产厂 商2000多种产品，已安装25万节点。
SwiftNet
• SwiftNet得到美国波音公司支持。
SwiftNet现场总线是一种结构简单、 实时性强的总线，协议仅包括物理 层和数据链路层，在标准中没有定 义应用层。
INTERBUS
• 支持单位 :PhoenixContact 公司、 INTERBUS 用
户协会和行业标准化协会(INTERBUS-CLUB) • 标准:IEC61158;IEC61784; EN50254;DIN19258。 • 应用领域 : 工业控制，用于 PLC 、 IPC 等现场设备 的连接。汽车制造、生产线、食品工业、煤矿输 送线、合成纤维、自来水厂。 • 使用情况 : 应用很广， 1000 多家生产厂家， 2500 多种产品，已有450万节点50万系统应用实绩。
Rosemount等100多家公司)。 标准:IEC61158;IEC61784。 应用领域:流程工业及其它工业控制。 使用情况:已有试点工程投入运行。 多家生产各种有FFH1接口的产品， 可以满足系统集成要求。
FF主要性能特点
· IEC支持，开放性好，可互操作性好; · 多种传输介质; · 传输速率31.25kbit/s; · 支持本质安全防爆; · 有数据链路网桥连接与HSE相连。

己的FF协议 欧洲智能化作用和测量用户集团 （EIAMUG）
19.10.2020
第5讲 现场总线技术简介
15
5-1-6 现场总线标准化组织及标准(2)
LonWorks（Local Operating Network，局部 操作网络)
Profibus（Process Field Bus，过程现场总线） HART（Highway Addressable Remote
现场设备 现场总线技术将基本控制功能已完全下 放到现场 现场控制系统FCS FCS未来的趋势
19.10.2020
第5讲 现场总线技术简介
14
5-1-6 现场总线标准化组织及标准(1)
国际电工委员会（IEC）和美国仪表协会 （ISA） – IEC/ISA标准 现场总线基金会（简称FF） – 采用IEC/ISA标准，未定义的采用自
与传统仪表的不同之处 现场总线技术的关键
– 使自动控制系统与现场设备具有通信能力 – 连接成网络系统
19.10.2020
第5讲 现场总线技术简介
7
5-1-1 现场总线简介（3）
现场总线控制系统FCS的核心 现场总线的优点
– 适应了工业控制系统向分散化、网络化、智 能化方向发展的趋势
– 具有的开放性、数字化、多点通信等功能 – 应用领域不断扩大
第6章 现场总线技术简介－附
Introduction of Field Bus
19.10.2020
第5讲 现场总线技术简介
1
本讲主要内容
现场总线概述
– 简介、发展与趋势、技术特点、优点、FCS
现场总线标准
– 七层模型、物理层标准、其它层次协议
目前几类有影响的现场总线
– FF、Lonworks、HART、CAN 、 Profibus等

37
1.3 现场总线系统的结构特点
管控一体化 CPU、 A/D、D/A 转换模块内置于
智能仪表， 现场设备具有通信能力
一线完成 多信号、电源共用总线，不需单独
A/D、D/A转换部件
38
Interne t
11110101
39
现场总线系统的技术特点
1、系统的开放性 2、互可操作性与互用性 3、现场设备的智能化 4、现场设备的功能自治 5、系统结构的高度分散性 6、对现场环境的适应性
1
现场总线技术概述
2
主要内容
1.1 现场总线定义 1.2 现场总线发展现状 1.3 现场总线特点 1.4 现场总线发展趋势 1.5 现场总线应用系统
3
主要内容
1.1 现场总线定义 1.2 现场总线发展现状 1.3 现场总线特点 1.4 现场总线发展趋势 1.5 现场总线应用系统
4
1.1 测控领域热点技术之一的现场 总线
现场总线(Fieldbus)概念：
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、 数字通信的开放型、 控制网络技术。
5
总线将分散的有通信能力的测量控制设备 作为网络节点，连接成能相互沟通信息， 共同完成自控任务的控制网络。
6
现场总线 —— 控制网络
工业数据通信系统： 在生产设备之间传递数字信息 工业数据通信是形成控制网络的基础和支撑条 件， 是控制网络技术的重要组成部分.
• 它是有别于计算机网络，电视、电话网络 的另一类网络
15
特点
适应工业应用环境。 要求实时性强，可靠性高，安全性好。 多为短帧传送。 通信的传输速率相对较低。
16
现场总线集成自动化系统是开放的

物理层由媒体连接单元、媒体相关子层、媒体无关子层组成。各层协 议、各层管理实体和网络管理代理所组成的通信实体协同工作，共同 承担网络通信任务。
2020/7/29
18
3.1.3 基金会现场总线网络拓扑
1. 单网段拓扑 2.桥接网络拓扑
PID（链路主 设备）
模拟量输入（基 本设备）
2020/7/29
数据链路层为系统管理内核协议和总线访问子层访问总线媒体提供服务。访 问通过链路活动调度器进行，访问可以是周期性的，也可是非周期的。
数据链路层的操作被分成两层，一层提供对总线的访问，一层用于控制数据 链路用户之间的数据传输。
2020/7/29
17
系统管理和网络管理
物理层是传输数据信号的物理媒体与现场设备之间的接口。它为数据 链路层提供了独立于物理媒体种类的接收与发送能力。
现场总线技术及其应用
第3讲ห้องสมุดไป่ตู้
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
总体概述
点击此处输入 相关文本内容
点击此处输入 相关文本内容
第3章 几种流行的现场总线
3.1基金会现场总线 3.2Profibus现场总线 3.3 LonWorks 3.4CAN总线 3.5 小节
2020/7/29
– World FIP 包括Honeywell，Allen-Bradley，Elsag Bailey等120多家， 以法国标准FIP（Factory Instrumentation Protocol）为基础制定现场总 线。
– FF基金会汇集了世界著名仪表、自动化设备和DCS制造厂商，研究 机构和最终用户。现有基金会成员120余家，以及诸多最终用户组成 的顾问委员会。FF的宗旨是促进产生一个单一的国际现场总线标准 。

谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥பைடு நூலகம்之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
现场总线之介绍 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。