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河北工程大学 现场总线课件 第1章绪论

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现场总线课件第1章PPT课件

现场总线课件第1章PPT课件

02
现场总线技术的体系结构
现场总线的技术体系
现场总线的技术体系包括物理层、数据链路层和应用层。其中，物理层定义了总线的物理特性，如总 线的传输介质、电气接口等；数据链路层定义了数据传输的规则，如数据帧格式、流量控制等；应用 层定义了设备之间的通信协议和信息交换方式。
现场总线的技术体系还包括设备描述层和系统管理层。设备描述层用于描述设备的功能和属性，以便 于其他设备识别和连接；系统管理层则负责整个系统的调度和管理，包括设备的配置、监控和维护等 。
现场总线课件第1章 ppt课件
目 录
• 现场总线概述 • 现场总线技术的体系结构 • 现场总线技术的应用领域 • 现场总线技术的发展趋势与未来
展望 • 总结
01
现场总线概述
现场总线的定义
总结词
现场总线是一种用于工业自动化系统的通信协议，它允许不同设备之间进行实时 、双向、多节点通信。
详细描述
现场总线是一种通信协议，专门为工业自动化系统设计。它允许多个设备或节点 在同一个网络上进行实时、双向的数据交换。通过现场总线，各种传感器、执行 器、控制器等设备可以相互连接，形成一个完整的自动化系统。
现场总线的主要特点
要点一
总结词
现场总线具有实时性、可靠性和开放性等特点。
要点二
详细描述
现场总线作为一种通信协议，具有实时性、可靠性和开放 性等重要特点。实时性是指现场总线能够快速地传输数据 ，满足工业控制系统的实时需求。可靠性则是指现场总线 具有很强的抗干扰能力，能够保证数据传输的准确性和稳 定性。开放性则意味着现场总线遵循国际标准，不同厂商 的设备可以相互连接和集成，提高了系统的可扩展性和互 操作性。
化的市场需求和工业环境。

现场总线技术简要概述PPT课件( 31页)

现场总线技术简要概述PPT课件( 31页)

PROFIBUS—DP
焦炉集气管
CPU315-2DP PS307
29.05.2019
第5讲 现场总线技术简介
29
本讲小结
现场总线概述 现场总线标准 目前几类有影响的现场总线 现场总线的应用举例
29.05.2019
第5讲 现场总线技术简介
30
•
1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。
现场总线的应用举例
29.05.2019
第5讲 现场总线技术简介
2
第一节 Unit 1 现场总线简介
Introduction of Field Bus
29.05.2019
第5讲 现场总线技术简介
3
本节主要内容
现场总线简介 现场总线发展背景与趋势 现场总线技术特点 现场总线的优点 现场总线与计算机控制、DCS系统 几个有影响的现场总线标准化组织及标准
– 具有的开放性、数字化、多点通信等功能 – 应用领域不断扩大
29.05.2019
第5讲 现场总线技术简介
8
5-1-2 现场总线的发展与趋势（1）
历史的回顾
– 具备简单测量控制功能的就地式气动仪表 – 气动、电动单元组合式仪表和集中控制室 – 集中式计算机控制系统 – 计算机集散控制系统DCS
29.05.2019
第5讲 现场总线技术简介
25
5-3-1 Profibus简介（1）
Profibus的特点
– 可使分散式数字化控制器从现场底层到车间 级网络化
Profibus的主站和从站 Profibus协议的结构 Profibus提供的三种类型的传输技术
29.05.2019

现场总线章节解-PPT精选文档107页

现场总线章节解-PPT精选文档107页
1.什么是现场总线
监控系统与现场总线
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。
1
CUMT
2.现场总线的由来
监控系统与现场总线
集 散 控 制 系 统 DCS （ distributed control system）
第三个是应用处理器，执行操作系统服务与用户代码。芯片中 还具有存储信息缓冲区，以实现CPU之间的信息传递，并作为 网络缓冲区和应用缓冲区。
18
CUMT
监控系统与现场总线
(3) PROFIBUS
PROFIBUS是德国国家标准DINl9245和欧洲标准EN50170的现场 总线标准。
由 PROFIBUS-FMS ， PROFIBUS-DP ， PROFIBUS-PA 组 成 了 PROFIBUS系列。
22
CUMT
监控系统与现场总线
它规定了一系列命令，按命令方式工作。它有三类命令：
第一类称为通用命令，这是所有设备都理解、执行的命令； 第二类称为一般行为命令，所提供的功能可以在许多现场设备(
尽管不是全部)中实现，这类命令包括最常用的现场设备的功能 库； 第三类称为特殊设备命令，以便在某些设备中实现特殊功能， 这类命令既可以在基金会中开放使用，又可以为开发此命令的 公司所独有。 在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。
监控系统与现场总线
7
CUMT
监控系统与现场总线
8
CUMT
监控系统与现场总线
伴随着控制系统结构与测控仪表的更新换代，系统的功能、 性能也在不断完善与发展，图4-1为各阶段测控仪表能力指数 示意图。

《现场总线技术及应用》课件1现场总线技术概述

《现场总线技术及应用》课件1现场总线技术概述
2、电动单元组合式模拟仪表控制系统
随着生产规模的扩大，操作人员需要同时按多点的信息 对生产过程实行操作控制，于是出现了气动、电动系列的 单元组合式仪表，这些仪表采用统一的模拟信号。
3、集中式数字控制系统
模拟控制系统中的模拟信号的传递需一对一的物理 连接，信号变化缓慢，很难提高控制系统的速度和精度， 随着计算机技术的发展，控制系统实现了集中数字控制。
• 数字信号的精确性：数字信息可排除模拟信息传输和转换中 所产生的误差。
• 由于现场总线是双向的，因此能够从中心控制室对现场智能 仪表进行控制，使远程调整、诊断和维护成为可能，甚至能 够在故障发生前进行预测。
四、现场总线控制系统的技术特点
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
第一章 现场总线技术概述
现场总线的发展背景 现场总线控制系统 几种有影响的现场总线 现场总线技术的现状及其发展前景
第一节 现场总线的发展背景
自动控制系统：在无人直接参与下可使生产过程或其他过 程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统 是实现自动化的主要手段。自动控制系统已被广泛应用于 人类社会的各个领域。在工业方面，对于冶金、化工、机 械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、 压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都有相 应的控制系统；在农业方面的应用包括水位自动控制系统、 农业机械的自动操作系统等。在军事技术方面，自动控制 的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导 与控制系统等。在航天、航空和航海方面，除了各种形式 的控制系统外，应用的领域还包括导航系统、遥控系统和 各种仿真器。
现场总线的发展趋势
网络结构趋向简单化

现场总线概述(第1讲)

现场总线概述(第1讲)

仪表内部结构对比
人 机 接 口 微 处 理 器 A/D D/A V/I V/I 4～20mA 4～20mA 4～20mA I/V D/A 微 处 理 器 放 大 调 理 传 感 器
A/D
调节器
变送器
a) 4～20mA标准 4～20mA标准
人 机 接 口
微 处 理 器
通 讯 接 口
数字双向传输
通 讯 接 口
Байду номын сангаас
互换性与互可操作性
不同设备间，除了能实现信息互访外，还能理解 信息的含义，并能根据信息要求进行操作，即互 信息的含义，并能根据信息要求进行操作，即互 操作性 不同厂家的相同类型的设备可以互相替换，即互 不同厂家的相同类型的设备可以互相替换，即互 换性 可统一组态，无需专用的驱动程序 解决了设备的垄断性和产品故障处理的时效性 为系统集成的自主性提供了产品保障，用户可选 择性价比高的产品
全数字通信
操作员在控制室即可了解现场设备或现场 仪表的工作状况 可对现场设备进行工艺参数调整、零点量 程调校、组态信息调整等 通过对现场设备状态趋势分析预测故障 发生故障时能及时找到故障点，及时替换 新的设备，即：现场设备始终处于操作员 的远程监视与可控状态，提高了系统的可 靠性和可维护性。
多分支结构， 多分支结构，一对多的总线型结构
由于当时计算机价格昂贵,人们企图用一台计算机 由于当时计算机价格昂贵,人们企图用一台计算机 取代尽可能多的控制室仪表, 取代尽可能多的控制室仪表,于是出现了集中式数 字控制系统； 但当时计算机可靠性较差,这种危险集中的系统结 但当时计算机可靠性较差,这种危险集中的系统结 构很难为企业所接受。
集散控制系统DCS、 集散控制系统DCS、PLC
0～10mA,4～20mA的直流电流信号, 10mA,4～20mA的直流电流信号, 1～5V直流电压信号等。 5V直流电压信号等。

《现场总线技术大全》课件

《现场总线技术大全》课件
管理软件
用于自动化系统的管理和维护，支持设备的远程监控、故障诊断、资 产管理等功能。
软件应用的选择
01
根据实际需求选择合适的软件应用，需要考虑软件的功能、性 能、易用性、兼容性等方面。
02
根据自动化系统的规模和复杂度选择相应的软件应用，以满足
系统的监控、控制和优化需求。
在选择软件应用时，还需考虑软件供应商的技术支持和服务质
硬件设备的性能和可靠性直接影 响到整个现场总线系统的稳定性
和可靠性。
随着技术的发展，硬件设备的种 类和功能越来越丰富，为现场总 线技术的应用提供了更多的可能
性。
常见的硬件设备
传感器
用于采集现场的各种物理量， 如温度、压力、流量等，是实
现自动化检测的关键设备。
执行器
用于控制现场设备的动作，如 阀门、电机等，是实现自动化 控制的关键设备。
现场总线技术的应用领域
现场总线技术广泛应用于工业自动化 领域，如制造业、电力、石油化工等 。
在电力行业中，现场总线技术可以用 于实现电网的自动化监控和维护，提 高电网的可靠性和安全性。
在制造业中，现场总线技术可以实现 生产设备的监控和控制，提高生产效 率和产品质量。
在石油化工领域，现场总线技术可以 实现生产过程的自动化控制和监测， 提高生产效率和安全性。
技术发展的方向
01
实时性
进一步提高数据传输的实时性， 以满足工业控制对于快速响应的 需求。
安全性
02
03
兼容性
加强安全防护，提高系统的可靠 性和稳定性，防止数据泄露和被 攻击。
增强不同品牌和型号设备之间的 兼容性，降低集成成本和维护难 度。
技术发展的前景
01
02

现场总线技术第一章 现场总线技术概述(第3版)

现信息交换。 （2）互可操作性与互用性 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； 互用性则意味着不同制造商性能类似的设备
可进行更换， 实现相互替换。
（3）现场设备的智能化与功能自治性
将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等 功能分散到 现场总线设备中完成。
（4）系统结构的高度分散性
机构 的模拟量接口 双向通信方式使传输信息量大大丰富
FCS的体系结构
FCS的新特征
FCS用现场总线替代DCS中的I/O总线，并且 直接用 于生产现场；
FCS用现场总线数字仪表替代DCS中的现场 模拟仪表， 实现更复杂的功能。
1.2 DCS的结构及其分类
一、DCS的结构
在系统的组成结构方面，DCS都由三部分组成： 分散过程控制装置部分 (集中)操作管理装置部分 通信系统部分
1.分散过程控制装置部分
由多回路控制器、多功能控制器、可编程序逻 辑 控制器及数据采集装置等组成。
主要功能：
分散的过程控制，是系统与过程之间的接口。
结构特征：
适应恶劣的工业生产过程环境 分散控制 实时性 独立性
2.集中操作和管理系统部分
主要功能
汇集各分散过程控制装置送来的信息，通过监视 和操作，把 操作和命令下送各分散控制装置。( 信息用于分析、研究、 打印、存储并作为确定生 产计划、调度的依据。)
模拟仪表控制系统 Analog Control System
常规模拟单回路调节（控制）系统
调节仪表 测量仪表 执行器 统一的模拟信号，如4~20mADC
(2)直接数字控制系统 Direct Digital Control System
出现于20世纪60年代初 随着计算机的发展和普及而得到应用 多回路控制：控制功能增强，算法先进 执行机构、测量变送仪表仍采用模拟量 （4~20mA） 需要模/数（A/D）、数/模（D/A）转换 计算机控制生产过程
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1.2 工业网络的定义、结构和应用
● 绪论
1. 工业网络的定义
计算机网络：计算机网络是指用通信手段将空间上分散 的、具有自治功能的多个计算机系统相互联接进行通信， 实现资源共享和协同工作的系统。 工业网络：应用于工业领域的计算机网络。

2007.2 V2.0
现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yanfen
1.2工业网络的定义、结构和应用
● 绪论
2. 工业网络的层次结构
按网络连接结构，一般将企业的网络系统划分为三层， 底层控制网、中间为企业的内部网，通过它延伸到外部 世界的互联网。 按网络的功能结构，一般又将工业网络系统划分为以下 三层：ERP、MES以及FC场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yanfen
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1.3 现场总线在工业网络中的 位置和作用
3. 主要作用
● 绪论

进行过程数据采集 进行直接的数字控制 进行设备和系统的监测和诊断 实施安全性和冗余方面的措施
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1.1 工业自动化技术及控制系统的 发展历程
● 绪论
1. 工业类型的简单划分
2007.2 V2.0
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3
1.1 工业自动化技术及控制系统的 发展历程 2.
● 绪论
工业自动化技术（主要是最具代表性的流程工业）发展总揽
2007.2 V2.0
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1.1 工业自动化技术及控制系统的 发展历程
● 绪论
3. 发展历程介绍
20世纪50年代以前 20 世纪60年代：


模拟式电子仪表与电动单元组合的自动控制系统，既电动单元 组合式模拟仪表控制系统 直接数字控制系统，开始寻求用数字信号取代模拟信号 集中式数字控制系统

20世纪70年代中后期
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1.1 工业自动化技术及控制系统的 发展历程
● 绪论
3. 发展历程介绍
20世纪60年代末70年代初 20世纪90年代初中期 20世纪80年代后期：开放式的标准规范的出现。 20世纪80年代后期到90年代 21世纪开始
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1.2 工业网络的定义、结构和应用
● 绪论
1. 工业网络的定义
工业网络的特点：确定性、集成性、安全性、限制性、 可靠性和实时性
确定性 集成性 安全性 限制性 可靠性 实时性
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1.1 工业自动化技术及控制系统的 发展历程
● 绪论
4. 工业自动化技术发展历程中的另外两项最新成果
IEC61131-3/IEC61944 ：OpenPLC OPC技术
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接近开关、光电开关等各类开关； 条形码阅读器等输入设备； 温度、流量、压力、物位等检测传感器、变送器； PLC； 电机控制设备； 变频器； 控制、调节阀； 工作站、HMI等人机界面； 机器人； 网桥、网关等网络连接设备。
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网络与工业现场总线技术
信电学院 王艳芬
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本章内容
● 绪论
1.工业自动化技术及控制系统的发展历程 2. 工业网络的定义、结构和应用
V2.0
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1.3 现场总线在工业网络中的 位置和作用
1. 位置
处于工业企业网络的底层－现场监控层，设备层
● 绪论
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1.3 现场总线在工业网络中的 位置和作用
2. 节点智能设备
● 绪论

工业网络中节点的智能设备一般有：