【正文】 總線技術(shù) (4) 三、分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 現(xiàn)場總線技術(shù) (5)現(xiàn)場總線的特點(diǎn) 現(xiàn)場總線 現(xiàn)場總線是應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在微機(jī)化測量設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng)，又稱為開放式、數(shù)字式、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò) 。 現(xiàn)場總線構(gòu)造了網(wǎng)絡(luò)集成式全分布控制系統(tǒng) 現(xiàn)場總線導(dǎo)致了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，形成了新型的網(wǎng)絡(luò)集成式全分布控制系統(tǒng)，即現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) FCS FCS是繼 氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng) 、 電動(dòng)組合單元模擬儀表控制系統(tǒng) 、 集成式數(shù)字控制系統(tǒng) 和 集散控制系統(tǒng) DCS之后的新一代控制系統(tǒng)。 四、分布式控制的網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖 167。 ① ⑤ 表示主機(jī)通信媒體之間的接口（插卡、適配器等） 167。 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)（站）相互連接的形式，一般有總線型、環(huán)型、樹型和星型 E A B D 4 5 2 1 C 3 四、 分布式控制的網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 總線型結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)點(diǎn)增減和位置變動(dòng)容易 缺點(diǎn)： 網(wǎng)絡(luò)對(duì)總線的故障比較敏感 控制策略： 總線型是實(shí)行分散的控制策略，在網(wǎng)絡(luò)上可以方便地增加新站點(diǎn)或拆除故障站點(diǎn)，通常采用無源工作方式而不影響網(wǎng)絡(luò)的正常工作。 總線網(wǎng) 匹配電阻 四、 分布式控制的網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 樹型結(jié)構(gòu) 樹型結(jié)構(gòu)是有多條總線結(jié)構(gòu)組成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 匹配電阻 四、 分布式控制的網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 環(huán)型結(jié)構(gòu) 環(huán)型結(jié)構(gòu)中的每個(gè)站起到中繼器的作用 ， 可使用網(wǎng)絡(luò)分布的范圍比較大 ，單向環(huán)型 ， 有序的數(shù)據(jù)流動(dòng) ， 通訊控制總線簡單 。 2）網(wǎng)卡的重要功能： ? 進(jìn)行串行 /并行轉(zhuǎn)換； ? 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存； ? 在計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序； ? 實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。 集 線 器 網(wǎng)卡 工作站 網(wǎng)卡 工作站 網(wǎng)卡 工作站 雙絞線 四、 分布式控制的網(wǎng)絡(luò) 用以太網(wǎng)交換機(jī)擴(kuò)展局域網(wǎng) 集線器 集線器 集線器 一系 三系 二系 10BASET 至因特網(wǎng) 100 Mb/s 100 Mb/s 100 Mb/s 萬維網(wǎng) 服務(wù)器 電子郵件 服務(wù)器 以太網(wǎng) 交換機(jī) 路由器 四、 分布式控制的網(wǎng)絡(luò) 傳統(tǒng)以太網(wǎng)的連接方法 1） 傳統(tǒng)以太網(wǎng)可使用的傳輸媒體有四種： ? 銅纜（粗纜或細(xì)纜） ? 銅線（雙絞線） ? 光纜 2）以太網(wǎng)四種不同的物理層 10BASE5 粗纜 10BASE2 細(xì)纜 10BASET 雙絞線 10BASEF 光纜 以太網(wǎng)媒體接入控制 MAC 四、 分布式控制的網(wǎng)絡(luò) 銅纜或銅線連接到以太網(wǎng)的示意圖 主機(jī)箱 主機(jī)箱 主機(jī)箱 雙絞線 DB15 連接器 集線器 BNC T 型接頭 收發(fā)器電纜 網(wǎng)卡 插入式 分接頭 MAU MDI 保護(hù)外層 外導(dǎo)體屏蔽層 內(nèi)導(dǎo)體 收發(fā)器 BNC 連接器 插口 RJ45 插頭 四、 分布式控制的網(wǎng)絡(luò) 以太網(wǎng)的最大作用距離 250 m 750 m 500 m 500 m 50 m 50 m 50 m 轉(zhuǎn)發(fā)器 網(wǎng)段 2 網(wǎng)段 3 轉(zhuǎn)發(fā)器 轉(zhuǎn)發(fā)器 轉(zhuǎn)發(fā)器 500 m 五 、 PROFIBUS現(xiàn)場總線 （一 ）、 概述 三個(gè)版本 PROFIBUS總線 PROFIBUSDP PROFIBUSFMS PROFIBUSPA 應(yīng)用： 加工自動(dòng)化領(lǐng)域 作用：傳動(dòng) 分散外圍設(shè)備間的 高速數(shù)據(jù)傳輸 應(yīng)用： PLC 、 開關(guān) 、 樓宇自動(dòng)化 作用：邏輯控制 現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范 應(yīng)用： 生產(chǎn)過程自動(dòng)化 作用：過程控制 溫度 、 流量 、 壓力、 成分 五、 PROFIBUS現(xiàn)場總線 （一）、 概述 特點(diǎn) PROFIBUSDP 用于分布式控制系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳輸，采用優(yōu)化的高速、廉價(jià)的通信連接，適合于控制系統(tǒng)和設(shè)備級(jí)分散 I/O間的通信。 PROFIBUSFMS 用于紡織、樓宇自動(dòng)化、電氣傳動(dòng)、 PLC、傳感器與執(zhí)行器、低壓電器設(shè)備等一般自動(dòng)化控制。 PROFIBUSPA 用于過程自動(dòng)化（如溫度、壓力、流量成分 ?.. ），采用標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)安全傳輸技術(shù)。 五、 PROFIBUS現(xiàn)場總線 （一）、 概述 特性 可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化儀從現(xiàn)場級(jí)（底層）到車間級(jí)的網(wǎng)絡(luò)化。 從站： 屬于外圍設(shè)備，包含： I/O裝置，閥門、控制器、驅(qū)動(dòng)器、測量變送器等。 五、 PROFIBUS現(xiàn)場總線 （ 一）、 概述 4 、協(xié)議結(jié)構(gòu) 五、 PROFIBUS現(xiàn)場總線 （二）、傳輸技術(shù) DP/FMS的 RS485傳輸 RS485又稱 H2，可采用雙絞銅屏蔽電纜，并共用一根導(dǎo)線對(duì) 1）傳輸技術(shù)特性 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?線性總線，兩端有有源的總線終端電阻 介質(zhì)： 雙絞屏蔽電纜。 1）傳輸技術(shù)特性 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?總線或樹型 介 質(zhì) ： 雙絞線（屏蔽或非屏蔽） 站點(diǎn)數(shù)： 每段 32~126 插 頭： 耦合器（ RS485與 IEC11582相匹 配） 轉(zhuǎn)發(fā)器： 可擴(kuò)至 4臺(tái) 傳輸速度： ，電壓式 傳輸距離： 400m~1900m 五、 PROFIBUS現(xiàn)場總線 （二）、傳輸技術(shù) 基于 PA的 IEC11582傳輸技術(shù) 2）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 過程自動(dòng)化典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一 現(xiàn)場 2 220V 分段耦合器 PRPFIBUSDP EC11582 現(xiàn)場多路器 現(xiàn)場 n 現(xiàn)場 1 傳 1 總線 供電 傳 2總線供電 傳感器外電源 DC AC RS485 H2 五、 PROFIBUS現(xiàn)場總線 （二）、傳輸技術(shù) 基于 PA的 IEC11582傳輸技術(shù) 2）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 過程自動(dòng)化典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)二 P R O F I B U S D PR S 4 8 5現(xiàn) 場 設(shè) 施 供 電 裝 置D C S / 工 廠 控 制 器分 段 耦 合 器傳 感 器總 線 供 電E x iI傳 感 器總 線 供 電E x iI傳 感 器總 線 供 電E x i2 3 0 VE x d現(xiàn) 場 設(shè) 備II E C 1 1 5 8 2 2 , 3 1 . 2 5 K p b sP R O F I B U S P A現(xiàn) 場設(shè) 備現(xiàn) 場設(shè) 備現(xiàn) 場設(shè) 備E x i E x