现场总线控制网络模型与网络集成

总线控制与系统集成复习大纲1．什么是现场总线？现场总线的本质？答：现场会总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实行双向、船形、多节点数字通信的技术。

本质：（1）现场设备互连（2）现场通信网络（3）互操作性（4）分散功块（5）总线供电（6）开放式互连网络2．现场总线系统与集散控制系统由什么区别？答：现场总线系统具有更大的开放性和互操作性分散性，对现场环境的适应性更强；而集散控制系统是对系统进行集中控制，集中管理，不具备互操作性。

3．现场总线对自动控制系统和自动化系统的影响答：（1）现场总线控制系统的信号类型（2）自动控制系统的体系结构（3）自动控制系统的产品结构（4）现场总线技术打破了传统垄断（5）传送和测量精度提高（6）仪表功能增强（7）可远程设定和远程修改组态数据，进行信息存储和记忆。

4．数字信号传送常采用非归零码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。

5．数据传输的方式有串行传输和并行传输；单向传输和双向传输；同步和异步传输。

6．按照通信线路的排列，数据传输的方式可分为串行传输和并行传输。

7．根据传输方向与时间的不同，串行传输可以分为三种传输方式：单工传输、半双工传输、全双工传输。

8．什么是异步传输？阐述传输方法。

答：在异步传输中，信息是以字符为单位，每个信息字符都有自己的起使位和停止位每个字符中的各个位是同步的，相邻两个字符数据传送之间的停顿时间是不确定的。

传送方法：是靠发送时同时发出字符的开始和结束标志信号来实现的、9．试阐述RS232C/RS422/RS485的电气特性。

答:：RS232采用单端驱动、单端接收电路，容易受到干扰，传输距离短、数据传输慢；RS422 采用差动发送、差动接收的工作方式并使用+5V的电源，在通信速率、传输距离和抗共模干扰上比RS232有较大提高。

RS485 的逻辑“1”，以两线间的电压差为+（2~6）v表示，逻辑“0”以两线间的电压差为-（2~6）v接口信号电平比RS232低10．通常使用的数据交换技术有三种：线路交换、报文交换和分组交换。

什么是现场总线？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（DistributedControlSystem DCS）走向以现场总线位基础的分布式现场总线控制系统（FieldbusControlSystem,FC S），被誉为工业自动化领域具有革命性的新技术。

现场总线技术是20世纪80年代中期在国际上发展起来的一种工业控制技术。

通俗地讲，现场总线就是用在现场的总线技术，和计算机内部的总线概念一样，但是由于现场的特殊环境（如温度，安装条件，干扰等等），不同于计算机通常用于室内，为了区别，所以我们把这种总线称为现场总线。

现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一。

现场总线被誉为自动化领域的计算机局域网1．1、现场总线的特点根据国际电工委员会（IEC）和美国仪表协会(ISA)对现场总线的定义：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。

SP50委员会提出的两种现场总线结构模型是：●星型总线用短距离、廉价、低速率电缆取代模拟信号传输线●总线型总线数据传输距离长、速率高，采用点对点、点对多点和广播式通信方式2．2、现场总线技术特征现场总线完整地实现了控制技术、计算机技术与通信技术的集成，具有以下几项技术特征。

（1）现场设备已成为以微处理器为核心的数字化设备，彼此通过传输媒体（双绘线、同轴电缆或光纤）以总线拓扑相连；（2）网络数据通信采用基带传输（即数字数据数字传输），数据传输速率高（为Mbit/s或10Mbit/s级），实时性好，抗干扰能力强；（3）废气了集散控制系统（DCS）中的I/O控制站，将这一级功能分配给通信网络完成；（4）分散的功能模块，便于系统维护、管理与扩展，提高可靠性；（5）开放式互连结构，既可与同层网络相连，也可通过网络互连设备与控制级网络或管理信息级网络相连；（6）互操作性，在遵守同一通信协议的前提下，可将不同厂家的现场设备产品统一组态，构成所需要的网络。

9.4.2 现场总线技术现场总线技术是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。

1．什么是现场总线技术从名词定义来讲，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。

现场总线技术就是将微处理器芯片嵌入到位于控制现场的检测仪表和执行机构中，使这些设备都具有了智能化的运算和通信能力，能成为独立承担各种检测、控制和通信任务的网络节点。

采用可进行简单连线的双绞线等传输途径作为总线，把多个测量控制设备连接成的网络系统，并按公开、规范的通信协议，使得位于现场的多个测量控制设备之间以及现场设备与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，从而形成了各种适应实际需要的新型的自动控制系统。

传统控制系统的接线方式是并联接线方式，从可编程控制器（PLC）控制各个电器元件，每一个元件对应有一个I/O口，两者之间需用两根线进行连接，作为控制或电源。

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，施工和维护也十分不便。

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成了总线，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总线。

现场总线概述1 前言现场总线的技术基础是一种全数字化、双向、多站的通信系统，是应用于各种计算机控制领域的工业总线。

用现场总线将现场各控制器及仪表设备互连，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维护费用。

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。

而FCS和DCS的真正区别在于其现场总线技术。

现场总线技术以数字信号取代模拟信号，在3C（Computer计算机、Control控制、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。

2 现场总线控制系统的结构及其特点国际电工协会（IEC）的SP50委员会对现场总线有以下三点要求：同一数据链路上过程控制单元（PCU）、PLC 等与数字1/ O设备互连；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；通信媒体安装费用较低。

现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备（即现场级设备）与更高层次自动控制领域的自动化控制设备（即车间级设备）之间的联系。

现场总线控制系统主要包括一些实际应用的设备，如PLC、扫描器、电源、输入输出站、终端电阻等。

其它系统也可以包括变频器、智能仪表、人机界面等。

系统中的主控器（Host）可以是PLC或PC，通过总线接口对整个系统进行管理和控制。

其总线接口，有时可以称为扫描器。

可以是分别的卡件，也可以集成于PLC中。

总线接口作为网络管理器和作为主控器到总线的网关，管理来自总线节点的信息报告，并且转换为主控器能够读懂的某种数据格式传送到主控器。

总线接口的缺省地址通常设为“0”电源，是网络上每个节点传输和接收信息所必需的。

现场总线简介现场总线的产生【1】随着信息与科学技术的迅猛发展，信息交换方式日新月异，并朝着全球化与数字化的方向发展，自动控制系统作为信息与科学技术发展的融合产物，自19世纪以来的近两百年里也发生了巨大变革。

总的来说，一般可将其划分为5代：（1）气动信号控制系统（PCS ）气动信号控制系统是于19世纪中期出现的基于5-13psi的第一代控制系统（2）电动模拟仪表过程控制系统（ACS）电动模拟过程控制系统出现于20世纪50年代，一出现便很快占据控制领域的主导地位它利用0-10mA或4-20mA的电流模拟信号进行现场级设备信号的采集与控制，是第二代控制系统但由于模拟信号精度较低并易受干扰，所以很快便被新的控制系统取代（3）集中式数字控制系统（CCS）随着数字计算机技术的发展和应用，20世纪70年代左右集中式数字控制系统（CCS）出现并占据主导地位，称为第三代控制系统。

集中式数字控制系统能够根据现场情况进行及时控制和计算判断，并且在控制方式和时机的选择上能进行统一调度和统筹安排。

另外，由于采用单片机等作控制器，数字信号的传输在控制器内部进行，这样不仅克服了ACS系统中模拟信号精度低的缺点，而且也提高了系统的抗干扰能力。

但由于该系统对控制器本身有很高的要求，而当任务增加时，控制器的效率将明显下降，很难保证满足对控制器足够的处理能力和极高的可靠性的要求（4）分散式控制系统（DCS）20世纪80年代初，微处理机的出现和应用促使了第四代控制系统——分散式控制系统（DCS）的产生。

DCS系统采用集中管理、分散控制，即将管理与控制相分离：上位机执行集中监视管理，下位机在现场进行分散控制，它们之间用控制网络相连实现信息传递。

与之前几代控制系统不同，分散式的控制系统降低了系统中对控制器处理能力和可靠性的要求。

（5）现场总线控制系统（FCS）20世纪80年代中后期，随着微电子技术和大规模以及超大规模集成电路的快速发展，顺应以上需求，国际上发展起来一种以微处理器为核心，使用集成电路实现现场设备信息的采集传输处理以及控制等功能的智能信号传输技术——现场总线，并利用这一开放的、具有可互操作性的网络技术将各控制器和现场仪表设备实现互连，构成了现场总线控制系统。

第一章1、简要说明现场总线、控制网络的定义答：现场总线是指将现场设备（如数字传感器、变送器、仪表与执行机构等）与工业操作单元、现场操作站等互联而成的通信网络，它的关键标志是能支持双向、分散、多节点、总线式的全数字通信，是工业控制网络向现场及发展的产物。

2、简要说明现场总线技术的特点答：现场总线是3C（计算机、通信、控制）技术的融合。

其技术特点是:信号输出全数字、控制能力全分散、标准统一全开放。

具体是（1）系统的开放性（2）互操作性与互用性（3）现场设备的智能化与功能自治性（4）系统结构的高度分散性（5）对现场环境的适应性。

3、简要说明网络化控制系统的结构组成答：由被控对象、执行器、传感器、网络时延、控制器组成4、网络化控制系统的主要技术特点有哪些答：主要有：1、结构网络化2、节点智能化3、控制现场化和功能分散化4、系统开放化和产品集成化5、对现场环境的适应性5、HART通信模型有那几层组成答：HART通信模型由3层组成：物理层、数据链路层和应用层6、与传统布线相比，P-NET现场总线技术在工业控制应用中具有哪些优势答：与传统布线相比，P-NET现长总线技术在工业控制应用中有很大的优势，它可以简化设计和安装，减少布线的数量和费用，避免各种设备故障的发生，实现更直接也更广泛的使用功能。

7.WorldFIP可用的运输速率有哪些，标准传输速率是多少？答：传输速率用于铜线的有31.25Kbit/s、1Mbit/s和2.5Mbit/s，其中1Mbit/s是标准速率。

第二章1、什么是差错控制答：在计算机通信中，为了提高通信系统的传输质量而提出的有效的检测错误并进行纠正的方法叫做差错检测和校正，简称为差错控制2、数据通信系统由哪几部分组成答：数据通信系统由数据信息的发送设备、接收设备、传输介质、传输报文、通信协议等几部分组成3、简要介绍通信系统的通信指标答：通信指标有1、有效性指标2、可靠性指标3、通信信道的频率特性4、介质宽带，信息传输的有效性指标和可靠性是通信系统最主要的指标4、数据传输方式有哪些？选取其中两种进行简要介绍答：数据传输方式是指数据代码的传输顺序和数据信号传输的同步方式，有串行传输与并行传输，同步传输与异步传输，位同步、字符同步与帧同步等几种在串行传输中，数据流以串行方式逐位地在一条信道上传输，每次只能发送一个数据位，发送方必须确定是先发送数据字节的高位还是低位。

第五章现场总线(Field Bus)§5.1 概述一、现场总线的定义与发展与发展：：安装在生产过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置间的数字式装置间的数字式、、串行和多点通信的数据总线串行和多点通信的数据总线。

1. 初始想法初始想法：：现场设备智能化2. 关键问题关键问题：：统一标准3. DCS FCS传统DCS 结构:二、现场总线的特点和优点（1）实时性实时性：：具有较高的数据传输率具有较高的数据传输率，，合理分配总线资源合理分配总线资源，，每个节点都能及时收发信息（2）互操作性互操作性：：实现互连设备间实现互连设备间、、系统间的信息传送与沟通（3）互换性互换性：：要求不同制造商生产的性能类似的设备可进行互换（4）开放性开放性：：协议公开协议公开，，不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息交换（5）现场设备的智能化与功能自治性（6）经济性经济性：：节点价格低节点价格低，，传输介质较廉价传输介质较廉价，，减少线缆（7）安全性安全性：：解决防爆问题（8）可靠性可靠性：：解决环境适应性问题解决环境适应性问题，，具有较强的抗干扰能力使得控制系统的设计使得控制系统的设计、、安装安装、、投运投运、、正常生产运行及检修维护都得到了优化现场总线仪表是指连接在现场总线上的各种仪表或设备或设备，，按功能可分为六类按功能可分为六类：：–变送器类变送器类：：压力变送器压力变送器、、温度变送器等温度变送器等；；–执行器类执行器类：：气动执行器气动执行器、、电动执行器等电动执行器等；；–转换器类转换器类：：现场总线/电流转换器电流转换器、、现场总线/气压转换器等换器等；；–接口类接口类：：计算机和控制器与现场总线之间的接口仪表或设备或设备；；–电源类电源类：：现场总线仪表供电电源现场总线仪表供电电源；；–附件类附件类：：总线连接器(网桥)、终端器终端器、、中继器等中继器等。

现场总线仪表的特点:全数字性全数字性；；精度高精度高；；抗干扰能力强抗干扰能力强；；内嵌控制功能内嵌控制功能；；高速通信；多变量测量和传输多变量测量和传输；；系统综合成本低系统综合成本低；；真正的可互操作性；真正的分散控制本质安全型(Intrinsic safety)仪表又叫安全火花型仪表又叫安全火花型仪表。

现场总线控制系统---------电气导论概述现场总线是连接现场设备和控制系统之间的一种开放、全数字化、双向传输、多分支的通信网络。

现场总线技术是新事物，但酝酿已有时日。

它是电子、仪器仪表、控制技术、计算机技术和网络技术的发展成果，是工业自动化事业的进展需要，也是技术发展的必然。

现场总线控制系统（FCS）是继分散控制系统（DCS）之后出现的新一代控制系统，它适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向，给自动化系统的最终用户带来了更大的实惠和更多方便，因而促使目前生产的自动化仪表、DCS、可编程控制器（PLC）产品面临体系结构、功能等方面的重大变革。

但是过程控制经过50 多年的发展和积累，用户已经在传统的模拟仪表加DCS的体系结构上投入了巨大的资金, 无论国内与国外，DCS 仍是用于过程控制的主流设备，而且现场总线控制系统在功能上还不能完全取代已经发展得比较完善的DCS。

所以，尽管现场总线技术有种种优点，但是现场总线控制系统不可能一蹴而就取代现有的DCS，DCS 和FCS 必将并存一段时期。

这样的话，如何既充分利用当今先进的现场总线技术而又充分发挥DCS 在生产控制中的作用,即将现场总线技术与DCS 进行集成，就成为当前非常迫切的任务之一。

然而将现场总线与DCS 进行集成的方法有多种，侧重点也各有不同。

本设计则着重解决在保留原有控制系统丰富的监测、控制、协调管理功能的基础上，如何实现上位机与现场仪表通信的问题。

由于常规模拟仪表的局限性，DCS 仅能从过程控制站得到现场仪表传送的被测参数值以及向它发出调节信号，而对现场仪表的工作状态则一无所知，这就大大地制约了DCS 工作能力的进一步发挥，影响到综合自动化系统的完整性和可靠性。

因此，解决与现场仪表通信的问题就成了控制技术发展必须解决的问题。

一、现场总线的原理根据国际电工委员会IEC (International Eletrotechnical Commission)标准的定义，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。

现场总线控制系统FCS与分布式控制系统DCS的区别DCS( Distributed Co ntrol System )分布式控制系统是利用计算机技术对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种新型控制技术。

按系统结构进行垂直分解，它分为过程控制级和控制管理级，各级既相互独立又相互联系，每一级又可水平分解成若干子集。

从功能分散看，纵向分散意味着不同级的不同功能，如实时控制、实时监视、生产过程管理等，横向分则意味着同级设备具有类似功能。

FCS( Field-bus Control System)现场总线控制系统使用数字通信技术取代4-20mA信号，通过工厂底层设备连网，实现全厂信息集成。

现场总线系统(FCS)与传统的集散控制系统(DCS)相比，有以下特点：1.1总线式结构一对传输线(总线)挂接多台现场设备，双向传输多个数字信号。

这种结构比一对一的单向模拟信号传送结构布线简单，安装费用低，维护简便。

1.2开放互操作性现场总线采用统一的协议标准，是开放式的互联网络，对用户是透明的，在传统的DCS中,不同厂家的设备是不能相互访问的。

而FCS采用统一的标准，不同厂家的网络产品可以方便地接入同一网络，集成在同一控制系统中进行互操作，因此简化了系统集成。

1.3彻底的分散控制现场总线将控制功能下放到作为网络节点的现场智能仪表和设备中，做到彻底的分散控制，提高了系统的灵活性、自治性和安全可靠性，减轻了控制站CPU的计算负担。

1.4信息综合、组态灵活通过数字化传输现场数据,FCS能获取现场仪表的各种状态、诊断信息，实现实时的系统监控和管理。

此外,FCS引入了功能块的概念，通过统一的组态方法，使系统组态简单灵活，不同现场设备中的功能块可以构成完整的控制回路。

1.5 多种传输媒介和拓扑结构FCS由于采用数字通讯方式，因此可采用多种传输介质进行通信。

根据控制系统中节点的空间分布情况，可采用多种网络拓扑结构。

这种传输介质和网络拓扑结构的多样性给自动化系统的施工带来了极大的方便,据统计,FCS与传统DCS的主从结构相比,只计算布线工程一项即可节省40%的经费。

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什么是现场总线？现场总线（Fieldbus）是20世纪80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于现场总线技术过程自动化、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。

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。

目前国际上有40多种现场总线，但没有任何一种现场总线能覆盖所有的应用面，按其传输数据的大小可分为3类：传感器总线（sensorbus），属于位传输；设备总线（devicebus），属于字节传输；现场总线，属于数据流传输。

下面让我一起去认识主要的几种总线。

一、FF现场总线FF现场总线基金会是由WORLDFIPNA(北美部分，不包括欧洲)和ISPFoundation于1994年6月联合成立的，它是一个国际性的组织，其目标是建立单一的、开放的、可互操作的现场总线国际标准。

毕业论文(设计)题目名称：基于ARM的Modbus/TCP-CAN总线适配器的硬件设计题目类型：毕业设计学生姓名：梁鹏院 (系)：电子信息学院专业班级：自动化10901班指导教师：毛玉蓉辅导教师：毛玉蓉时间：2013年02月27日至2013年6月1日目录长江大学毕业设计（论文）任务书 (I)毕业设计开题报告 (III)长江大学毕业论文(设计)指导教师评审意见 (VIII)长江大学毕业论文(设计)评阅教师评语............................................................................... I X 长江大学毕业论文(设计)答辩会议记录.. (X)[摘要].................................................................................................................................................. X I [Abstract] .. (XII)1.前言 (1)2 选题背景 (2)2.1 课题来源 (2)2.2 课题研究内容和关键技术 (2)2.3 国内外研究现状与发展趋势 (2)3 Modbus和CAN总线技术的介绍 (5)3.1 Modbus技术 (5)3.1.1总体描述 (5)3.1.2 MODBUS数据单元 (6)3.1.3 MODBUS通信原理 (7)3.1.4 Modbus主站/从站协议原理 (8)3.1.5 MODBUS通信网络 (9)3.1.6 ASCII模式 (10)3.1.7 RTU（Remote Terminal Unit）模式 (10)3.2 CAN总线技术 (11)3.2.1 控制器局部网(CAN) (11)3.2.2 CAN的性能特点 (12)3.2.3 CAN节点的分层结构 (13)3.2.4 CAN通信技术 (14)3.2.4.1 CAN通信参考模型 (15)3.2.4.2 CAN的报文传送与通信帧结构 (15)4 Modbus与CAN总线适配器的硬件和软件设计 (18)4.1总线适配器的硬件方案设计 (18)4.1.1硬件总体设计方案 (18)4.1.2主要器件的简介及型号选择 (18)4.1.3总线协议适配器Modbus接口电路的设计 (23)4.1.4总线协议适配器CAN接口电路的设计 (24)4.1.5 以太网接口电路设计 (28)4.2总线适配器的软件方案设计 (29)4.2.1软件设计 (29)4.2.2 Modbus报文帧向CAN数据帧转换的软件设计 (30)4.2.3 CAN数据帧向Modbus报文帧转换的软件设计 (37)4.2.4 CRC校验的软件实现 (38)4.2.5协议适配器参数配置程序的设计 (40)5测试方案与测试结果 (42)5.1 Modbus与CAN总线协议适配器测试方案 (42)5.1.1测试总线协议适配器的Modbus协议向CAN总线转化的功能 (42)5.1.2 测试总线适配器的CAN总线向Modbos协议转化的功能 (43)5.2实验测试设备 (43)5.3 实验测试数据及结果分析 (45)5.3.1适配器由Modbus向CAN转换 (45)5.3.2 适配器由CAN向Modbus转化 (46)6总结与展望 (50)参考文献 (51)致谢 (52)长江大学毕业设计（论文）任务书学院（系）电子信息学院专业班级：自动化10901学生姓名：梁鹏指导教师/职称毛玉蓉副教授1. 毕业设计（论文）题目基于ARM的Modbus/TCP-CAN总线适配器的硬件设计2.毕业设计（论文）起止时间：2013 年2 月27 日-2013 年6 月10 日3.毕业设计（论文）所需资料及原始数据（指导教师选定部分）所需资料：CAN协议modbus协议ATMEL官网，AT91SAM9M10数据手册接口技术等书籍和网络资源4.毕业设计（论文）应完成的主要内容1）了解嵌入式设计原理及过程，掌握接口技术2）以太网接口电路设计3）CAN总线接口电路设计4）通讯协议分析以及软件实现5.毕业设计（论文）的目标及具体要求有具体的硬件设计，最终的调试成功的系统。

题目：现场总线控制网络技术报告学校：兰州理工大学技术工程学院系别：电气工程系专业：电气工程及其自动化班级：电力传动1班姓名：***学号：********摘要现场总线是当今3C(Computer、Communication、Control)技术发展的结合点，也是过程控制技术、自动化仪表技术和计算机网络技术发展的交汇点，是信息技术、网络技术的发展在控制领域的集中体现，是信息技术、网络技术延伸到现场的必然结果。

根据国际电工委员会(IEC，International Electrotechnical Commission)标准和现场总线基金会(FF，Fieldbus Foundation)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。

现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使其都具有数字计算和数字通信能力，成为能独立承担某些检测、控制和通信任务的网络节点。

通过普通双绞线把多个测量控制仪表、计算机等作为节点连接成的网络系统;使用公开、规范的通信协议，在位于生产控制现场的多个微机化测控设备之间、以及现场仪表与用作监控、管理的远程计算机之间，实现数据传输与信息共享，形成各种适应实际需要的自动控制系统。

现场总线主要是面向过程控制，除传输数字与模拟信号的直接信息外，还可传输控制信息，网络交换的数据单元是帧(Frame)。

与集散控制系统(Distributed Control System，DCS) 相比，现场总线控制系统(Fieldbus Control System，FCS)具有可靠性高以及更好的安全性、互换性和互操作性、开放性、分散性等优点。

综上所述，现场总线是将自动化最底层的现场控制器和现场智能仪表设备互连的实时控制通信网络，它遵循ISO/OSI开放系统互联参考模型的全部或部分通信协议。

关键字：CAN,Profibus,FF,LonWorks,FCS,DCS目录1 概述 (1)1.1现场总线的背景 (3)1.2现场总线的现状 (4)1.3现场总线技术展望与发展趋势 (6)2现场总线的介绍 (10)2.1现场总线的技术特点 (10)2.2现场总线的优点 (13)2.3总线的通信协议 (14)2.4主要技术指标 (16)2.5带宽（传输速率）、位宽和工作频率 (16)2.6传输数据的可靠性 (16)3典型现场总线简介 (18)3.1基金会现场总线 (18)3.2L ON W ORKS (20)3.3P ROFIBUS (23)3.4CAN (25)3.5HART (27)3.6RS-485 (29)4相关问题 (30)4.1现场总线，FCS和DCS (30)4.2选用问题 (34)5结论 (36)6参考文献 (37)1 概述随着科学技术的快速发展，过程控制领域在过去的两个世纪里发生了巨大的变革。