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现场总线技术CH2第2章 现场总线概念 复习课程.ppt

发布:2020-02-25约6.7千字共35页下载文档
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中国矿业大学 现场总线的产生 现场总线可采用多种途径传输数字信号,如用普通电缆、双绞线、光导纤维、红外线,甚至电力传输线等 一般在由两根普通导线制成的双绞线上,可挂接几十台自控设备,与传统的设备间一对一的接线方式相比,可节省大量线缆、槽架、连接件 同时由于所有的连线都变得简单明了,系统设计、安装、维护的工作量也随之大大减少 现场总线还支持总线供电,即两根导线在为多台自控设备传送数字信号的同时,还可为这些设备传送工作电源 可以看到,采用现场总线具有节省硬件投资、节省安装费用、节省维护开销的好处 中国矿业大学 现场总线的产生 现场总线作为通信网络,它所传输的是通断电源、开关阀门的指令与数据,直接关系到处于运行操作过程之中的设备、人身的安全 要求信号在有粉尘、噪声、潮湿、电磁干扰等较为恶劣的环境下能够准确、及时地发送和接收 同时还具有节点分散、报文简短等特征 以现场总线技术为基础构造的现场总线控制系统,在系统结构上发生了较大变化,其显著特征是通过网络信号的传送联络,可由单个节点或多个网络节点共同完成所要求的自动化功能 中国矿业大学 现场总线的产生 由于现场总线适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化的发展方向,它一经产生便成为全球工业自动化技术的热点,受到全世界的普遍关注 该项技术的开发,可带动工业控制、楼宇自动化、仪表制造、计算机软硬件等行业的产品更新换代 中国矿业大学 几种流行的现场总线技术 基金会现场总线(FF) 一个以 Fisher-Rosemount公司为首,联合Foxboro、横河、ABB、Siemens等80家公司制订的可互操作系统协议(Interoperable System Protocol-ISP) 另一个以Honeywell公司为首,联合欧洲150家公司制订的World FTP 两大阵营于1994年合并,成立现场总线基金会 基金会现场总线(Foundation Fieldbus-FF)的体系结构参照 ISO/OSI参考模型的第1、2、7层协议,即物理层、数据链路层和应用层,另外增加了用户层 FF分低速H1总线和高速HSE总线两种 H1为用于过程控制的低速总线,传输速率为31.25kbit/s,传输距离分别为200m、400m、1200m和1900m四种,可挂接2~32个节点。物理传输介质可支持双绞线、同轴电缆和光纤,协议符合IEC1158-2标准,可支持总线供电和本质安全防爆 高速HSE总线的传输速率可为100Mbit/s甚至更高,大量使用了以太网技术 中国矿业大学 几种流行的现场总线技术 过程现场总线(Profibus) 总线过程现场总线(Process Field Bus-Profibus)是作为德国国家标准和欧洲标准的现场总线标准 该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的 Profibus有三种类型: 即分散化的外围设备Profibus-DP(Decentralized Periphery) 现场总线报文规范Profibus-FMS(Fieldbus Message Specification) 过程自动化Profibus – PA(Process Automation) 它采用ISO/OSI参考模型的物理层、数据链路层 分散化的外围设备(DP)型隐去了第3~7层,而增加了直接数据连接拟合作为用户接口 现场总线报文规范(FMS)型则只隐去第3~6层,采用了应用层 过程自动化(PA)型的数据传输沿用Profibus-DP的协议,只是在应用层中增加了描述现场设备行为的行规 其最大传输速率为12Mbit/s,传输距离分别为100m和400m,传输介质可以是双绞线,也可以是光缆,最多可挂接127个节点,可支持本质安全 中国矿业大学 几种流行的现场总线技术 局部操作网络(LonWorks) 局部操作网络(Local Operating Network)是由美国Echelon公司于1990年正式推出的 它采用ISO/OSI参考模型的全部七层协议和面向对象的设计方法,通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置 其最大传输速率为1.5Mbit/s,传输距离为2700m 传输介质可以是双绞线、光纤、同轴电缆、射频、红外线和电力线等,可支持总线供电和本质安全 总线采用的LonTalk协议被封装在称为Neuron芯片中,该芯片内含三个8位微处理器:一个负责介质访问控制,另一个负责网络处理,再一个负责应用处理 很多人把局部操作网络及其技术统称为 LonWorks技术 中国矿业大学 几种流行的现场总线技术 控制器局域网(CAN) 控制器局域网(Controller Area Network-CAN)最早是由德国Bosch公司推出,用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信 CAN结构模型
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