現(xiàn)場總線-ab-can(已修改)
2025-08-27 23:21 本頁面
【正文】 現(xiàn)場總線技術(shù) 重慶大學(xué)羅克韋爾自動化實驗室 現(xiàn)場總線的由來 隨著控制、計算機、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，信息交換溝通的領(lǐng)域正在迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場設(shè)備層到控制、管理的各個層次，覆蓋從工段、車間、工廠、企業(yè)乃至世界各地的市場。信息技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，逐步形成以網(wǎng)絡(luò)集成自動化系統(tǒng)為基礎(chǔ)的企業(yè)信息系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線 (fieldbus)就是順應(yīng)這一形勢發(fā)展起來的新技術(shù)。 現(xiàn)場總線的由來 計算機控制系統(tǒng) 檢測輸入設(shè)備 中央計算機 控制輸出設(shè)備 生產(chǎn)過程 檢測變量 操作變量 現(xiàn)場總線的由來 集中式控制系統(tǒng) 檢測輸入設(shè)備 中央計算機 控制輸出設(shè)備 生產(chǎn)過程 檢測變量 操作變量 CRT操作臺 現(xiàn)場總線的由來 分布式控制系統(tǒng)（ DCS） 工 程 師 站 操 作 員 站現(xiàn) 場 控 制 站 1 現(xiàn) 場 控 制 站 2 現(xiàn) 場 控 制 站 n系 統(tǒng) 控 制 網(wǎng) 絡(luò)現(xiàn)場總線的由來 分布式控制系統(tǒng)（ DCS） I/O 420 mA Analyzer PLC 420 mA 控制站 操作站 LAN 現(xiàn)場總線的由來 基于現(xiàn)場總線的分布式控制系統(tǒng)（ FCS） 現(xiàn)場總線的定義 根據(jù) IEC的標(biāo)準(zhǔn)定義 ：“安裝在制造和過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、雙向串行傳輸、多線通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線。 現(xiàn)場總線的定義 現(xiàn)場總線的含義 (1)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò) 用于 過程自動化 和 制造自動化 現(xiàn)場儀表或現(xiàn)場設(shè)備互連的通信網(wǎng)絡(luò)； (2)現(xiàn)場儀表互連 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備是傳感器、變送器、執(zhí)行器、控制器等現(xiàn)場儀表； (3)功能塊分散 構(gòu)成控制系統(tǒng)的多個 功能塊分散 在多臺現(xiàn)場儀表或現(xiàn)場設(shè)備中； (4)互操作性 不同廠家的現(xiàn)場儀表或現(xiàn)場設(shè)備可以互相通信，并可以統(tǒng)一組態(tài)； (5)互連網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 現(xiàn)場儀表和控制室設(shè)備之間構(gòu)成互連網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 現(xiàn)場總線的類型 目前國際上是 多種 現(xiàn)場總線 并存 ， IEC現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn) (IEC61158) 是迄今為止制定時間最長、投票次數(shù)最多、意見分歧最大的國際 標(biāo)準(zhǔn)之一。 IEC于 2022年 1月 4日公布投票結(jié)果。 IEC61158采用以下 8種 現(xiàn)場總線： 類型 1： IEC61158技術(shù)報告 (即 FF H1) 類型 2： ControlNet (美國 Rockwell) 類型 3： PROFIBUS (德國 Siemens) 類型 4： PNET (丹麥 Process Data) 類型 5： FF (美國 FisherRosemount) 類型 6： Swift Net (美國 Boyin) 類型 7： World FIP (法國 Alston) 類型 8： Interbus (德國 Phoenix Contact) 注： IEC現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的 8種類型都是平等的，并要求類型 2－ 8對類型 1提供接口，但不要求類型 2－ 8之間提供接口。 現(xiàn)場總線的類型 除了上述八種類型外，還有其他一些現(xiàn)場總線： Lonworks：美國 Echelon公司推出并與摩托羅拉、東芝公司共同倡 導(dǎo)，采用全部 7層協(xié)議。 DeviceNet：由原 AB即現(xiàn)在的羅可韋爾公司推出的。 CAN：德國 BOSCH公司推出的 HART：美國 FisherRosemount ASI：執(zhí)行器 傳感器接口的， RS485：不能稱為現(xiàn)場總線，卻是現(xiàn)場總線的鼻祖。 現(xiàn)場總線回顧 制定一個統(tǒng)一的現(xiàn)場總線一直沒能實現(xiàn)的原因： ? 每種總線的產(chǎn)生都有其一定的應(yīng)用背景，如 Profibus在制造業(yè)，WorldFIP、 FF在過程控制行業(yè)， P_Net在農(nóng)業(yè)自動化領(lǐng)域。 ? 每種總線都有一個或多個大公司，且多是大型跨國公司為背景。如WordFIP主要由 Alstom公司支持， Profibus以 Siemens公司為主要支持，ControlNet則以 Rockwell公司為主要背景。 ? 每種總線都力圖開發(fā)其應(yīng)用領(lǐng)域，以擴張其勢力范圍。 ? 每種總線大多將自己作為國家或者地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，以加強自己的競爭地位，如 PNet以成為丹麥標(biāo)準(zhǔn)， Profibus已成為德國標(biāo)準(zhǔn)， WorldFIP已成為法國標(biāo)準(zhǔn)。 NetLinx 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)新紀元 Rockwell Automation Ether,ControlNet,DeviceNet, NetLinx下的三層網(wǎng)絡(luò) Information Level (EtherNet/IP) Device Level (DeviceNet? ) Station MMI 24vdc 509 BOD Modular I/O Block I/O Micro Drive Control Level (ControlNet?) Gateway or Linking Device Programmable Device Support PC Motor Starter Micro PLC Operator Interface Drive Servo Gateway or Linking Device Maintenance PC Desktop PC Controller 以太網(wǎng)絡(luò)信息層 控制層網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備層網(wǎng)絡(luò) 三層網(wǎng)絡(luò)的著眼點 信息層： ? 高速報文傳送 ? 高容量數(shù)據(jù)共享 控制層 ? 高速 I/O信息和報文的傳送 ? 有效的數(shù)據(jù)共享 ? 確定性和可重復(fù)性 設(shè)備層 ? 有類似于控制層的要求，但更強調(diào)降低費用、系統(tǒng)調(diào)試時間 設(shè)備網(wǎng)－ DeviceNet 設(shè)備網(wǎng) —— 連接工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備 DeviceNet總線含義 DeviceNet是 90年代中期發(fā)展起來的一種基于 CAN技術(shù)的開放型、符合全球工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的低成本、高性能的通信網(wǎng)絡(luò) DeviceNet把可編程序控制器、傳感器、光電開關(guān)、操作員終端、電動機保
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