实操派文库一最全的工业动化手册实操派文库一最全的工第1章现场总线与工业以太网概述实操派文库最全的Tv1.1现场总线的现状与发展■现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。■按照IEC对现场总线(fieldbus)一词的定义，现场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、串行、多节点数字通信的技术。C就是快1.1.1现场总线的产生实操派文库在过程控制领域中，从20世纪50年代至今云直都在使用着种信号标准，那就是4~20mA的模拟信号标准。20世纪70年代，数字式计算机引入到测控系统中，而此时的计算机提供的是集中式控制处理。20世纪80年代微处理器在控制领域得到应用，微处理器被嵌入到各种仪器设备中，形成了分布式控制系统。在分布式控制系统中，各微处理器被指定一组特定任务，通信则由一个带有附属“网关”的专有网络提供，网关的程序大部分是由用户编写的。随着微处理器的发展和广泛应用，产生了以C代替常规电子线路，以微处理器为核心，实施信息采集、显示、处理、传输及优化控制等功能的智能设备。一些具有专家辅助实操派文推断分析与决策能力的数字式智能化仪表产品，其本身具备了诸如自动量程转换、自动调零、自校正、自诊断等功能，还能提供故障诊断、历史信息报告、状态报告、趋势安全相关系统的测试的记录、环境监视需求的增加：都要求仪表能在当地处理信息，并在必要时允许被管理和访问，这些也使现场仪表与上级控制系统的通信量大增。另外，从实际应用的角度，控制界也不断在控制精度、可操作性、可维护性、可移植性等方面提出新需求。由此，导致了现场总线的产生。学PLC就是快I学PLC就是快I1.1.2现场总线的本质实操派文由于标准实质上并未统一，所以对现场总线也有不同的定义但现场总线的本质含义主要表现在以下6个方面。1.现场通信网络用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互连通信网络。2.现场设备互连学PLC就是快现场设备或现场仪表是指传感器、变送器和执行器等，这些设备通过一对传输线互连，传输线可以使用双绞线、同轴电缆、光纤和电源线等，并可根据需要因地制宜地选择不同类型的传输介质。全的T操派文库一最全的工业3.互操作性现场设备或现场仪表种类繁多，没有任何一家制造商可以提供一个工厂所需的全部现场设备，所以，互相连接不同制造商的产品是不可避免的。4.分散功能块FCS废弃了DCS的输入/输出单元和控制站，把DCS控制站的功能块分散地分配给现场仪表，从而构成虚拟控制站5.通信线供电C就是快通信线供电方式允许现场仪表直接从通信线上摄取能量，对于要求本征安全的低功耗现场仪表，可采用这种供电方式。众所周知，化工、炼油等企业的生产现场有可燃性物质所有现场设备都必须严格遵循安全防爆标准。现场总线设备也不例外。实操派文6.开放式互连网络实操派现场总线为开放式互连网络，它既可与同层网络互连，也可与不同层网络互连，还可以实现网络数据库的共享。不同制造商的网络互连十分简便，用户不必在硬件或软件上花太多气力。通过网络对现场设备和功能块统一组态，把不同厂商的网络及设备融为一体，构成统一的FCS。,学PLC就是快I1.1.3现场总线的特点和优点的■1.现场总线的结构特点最全的工业自动化手册■现场总线打破了传统控制系统的结构形式。传统模拟控制系统采用一对一的设备连线，按控制回路分别进行连接。位于现场的测量变送器与位于控制室的控制器之间，控制器与位于现场的执行器、开关、马达之间均为一对一的物理连接。■现场总线控制系统(FCS)与传统控制系统（如DCS)结构对比如图1-1所示。实操派文操作站操作站实操派文库LANLAN全的CANBUS控制站服务器现场设备PROFIBUS-DP网桥420mA业自动化手册下载：到LonWorks现场总线现场设备传统的模拟仪表LC就DeviceNet现场总线,学PLC就是快图1-1FCS与DCS结构比较由于采用数字信号替代模拟信号，因而可实现一对电线上传输多个信号，如运行参数值、多个设备状态、故障信息等，同时又为多个设备提供电源，现场设备以外不再需要模拟/数字、数字/模拟转换器件。这样就为简化系统结构、节约硬件设备、节约连接电缆与各种安装、维护费用创造了条件。表1-1为FCS与DCS的详细对比的最全的工实操派文库一最全的工表1-1FCS和DCS的详细对比FCS全的DCS结构对多：一对传输线接多台仪表，双向传·对一：一对传输线接一台仪表，单向传输多个信号输一个信号可靠性可靠性好：数字信号传输抗干扰能力强，可靠性差：模拟信号传输不仅精度低，而精度高且容易受干扰操作员在控制室既可以了解现场设备或现操作员在控制室既不了解模拟仪表的工作失控状态场仪表的工作状况，也能对设备进行参数状况，也不能对其进行参数调整，更不能调整，还可以预测或寻找故障，始终处于预测故障，导致操作员对仪表处于“失控”操作员的远程监视与可控状态之中状态用户可以自由选择不同制造商提供的性能尽管模拟仪表统一了信号标准(4~20)mA价格比最优的现场设备和仪表，并将不同DC,可是大部分技术参数仍由制造厂自定，互换性品牌的仪表互连。即使某台仪表故障，换致使不同品牌的仪表无法互换上其他品牌的同类仪表照样工作，实现“即接即用”智能仪表除了具有模拟仪表的检测、变换、模拟仪表只具有检测、变换、补偿等功能仪表补偿等功能外，还具有数字通信能力，并且具有控制和运算的能力控制控制功能分散在各个智能仪表中所有的控制功能集中在控制站中最全的工业2.现场总线的技术特点实操派文库(1)系统的开放性开放系统是指通信协议公开，各不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息交换，现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。■(2)互可操作性与互用性这里的互可操作性，是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通信。而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而实现互用。(3)现场设备的智能化与功能自治性■它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散实操派文到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。(4)系统结构的高度分散性■由于现场设备本身己可完成自动控制的基本功能，使得现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性。(5)提高了系统的准确性与可靠性由于现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比C就是快它从根本上提高了测量与控制的准确度，减少了传送误差同时，由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强；减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。实操派文库最全的T1.1.4现场总线标准的制定IEC TC65(负责工业测量和控制的第65标准化技术委员会)于1999年底通过的8种类型的现场总线作为EC61158最早的国际标准。■最新的1EC61158Ed.4标准于2007年7月出版。■IEC61158第四版由多个部分组成，主要包括以下内容■IEC61158-1总论与导则PLC就是快I■1EC61158-2物理层服务定义与协议规范■IEC61158-300数据链路层服务定义■IEC61158-400数据链路层协议规范■1EC61158-500应用层服务定义IEC61158-600应用层协议规范库1EC61158Ed.4标准包括的现场总线类型如下：■Type1IEC61158(FF的H1)Type 2CP现场总线Type3 PROFIBUS现场总线■Type4P-Net现场总线Type 5FF HSE现场总线■Type6SwiftNet被撤销最全的工业自动化手册下载到实操派”，学PLC就是快！Type 7WorldFIP现场总线■Type8INTERBUS现场总线Type 9FFH1以太网Type10 PROFINET实时以太网Type11 TCnet实时以太网实操派文库最全的TType 12EtherCAT实时以太网Type 13,Ethernet Powerlink实时以太网■Type14EPA实时以太网■Type15 Modbus-RTPS实时以太网■Type16 SERCOS I、I现场总线■Type17 VNET/IP实时以太网■Type18CC-Link现场总线的工业自动化手册下载：到实操派”，学PLC就是快！■Type20HART现场总线