现场总线协议模型全新的IEC61158现场总线协议模型.ppt

太航科技 T 太航科技 T 第6章 现场总线技术基础第7章 典型现场总线及其应用 6.1 现场总线概述 6.2 现场总线结构 6.3 现场总线的核心与基础 6.4 现场总线的技术应用 7.1 FROFIBUS总线 7.2基金会现场总线 7.3 CAN总线 7.4 ControlNet总线 7.5 DeviceNet总线 7.6 其它总线技术 第6章 现场总线技术基础 现场总线 从集中控制走向分散控制 从DCS走向FCS 从集团协议走向国际标准 从国外走向国内 6.1 现场总线概述 一 、现场总线的概念 国际电工委员会（International Electrotechnical Commission, IEC）对现场总线的定义： 安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内自动控制装置之间的数字式、串行双向、多点的数据通信总线称为现场总线。 现场总线通信的关键特征主要有以下几点： 1.多点分布； 2.全数字化； 3.双向传输. 二、现场总线标准现状 1. IEC 61158国际标准 8种 2. 以太网技术对IEC 61158标准的扩充 12种 3. 特殊行业的现场总线国际标准 4种 三、现场总线在我国的应用概况 现场总线应用近年来有长足、全方位发展。 但开发技术还相对不足。 现场总线技术的开发、应用过程中，有效做法有如下几点： 1.选择在国际上影响较大、有市场应用前景的总线作为我国现场总线开发的技术标准。 2.标准的文本可借鉴欧洲现场总线标准的文本构成方式，各个总线标准分开，便于使用。 3.尽快建立总线应用技术支持服务机构。 6.2 现场总线结构 一、现场总线的基本结构及特性 IEC推荐的通用现场总线网络结构如图6-1： 图6-1 现场总线网络结构 A S A S Ethernet, TCP/IP 监控 计算机 显示操作站 现场总线 网间连接器 H2 或高速Ethernet 现场总线桥 低速现场 总线(H1) 小型PLC 过程控制 生产制造 装置级网络 IEC提出的现场总线两种基本结构形式： 星型、总线型 (特点、应用场合) 。 现场总线技术特点主要体现在以下几个方面: 1.现场通信网络 2.互操作性 3.开放性 4.分散功能块（如图6-2） 5.通信线供电 6.可组态性 7.可控性 图6-2 FCS的分散功能块控制方案 操作站 LAN 服务器 PT GT AI110 差压变送器 模拟量输入功能块 现场总线 PID功能控制块 调节阀 模拟量输出功能块 PID110 AO110 二、典型硬件连接形式 现场总线系统的一般物理连接形式如图6-3：主要包括常用的实际总线设备，如总线接口、PLC控制器、电源、输入输出站、终端电阻等。其它系统也可以包括变频器、限位开关、编码器、人机界面等。 图6-3 典型硬件连接结构 8通道 8通道 主控器及接口 节点地址0 主干 输入模块 节点地址1 通信与输入 供电模块 端子式IO 节点地址2 输出模块 节点地址3 T形 接头 智能传感器 节点地址4 分支 供电电源 终端电阻 标准传感器 与执行器 三、FCS系统与传统的DCS集成结构的对比 LAN 操作站 传统模拟仪表 …… LAN …… CAN总线 智能仪表 …… DeviceNet总线 智能仪表 H1 H1 PROFIBUS-DP 网 桥 操作站 …… H1 (a) 传统DCS结构 (b) FCS集成结构 图6-4 DCS与FCS结构比较 服务器 服务器 四、FCS的技术优势 现场总线技术优势主要体现在以下几个方面。 1.节省硬件数量 2.节省安装费用 FCS与传统硬件 配线形式的对比 3.节省维护开销 4.系统的准确性与可靠性更高 5.更高的系统集成主动权 6.3 现场总线的核心与基础 一、现场总线核心 现场总线核心即总线协议。目前现场总线协议并不统一，但对于各种总线，其协议基本原理都是相同的，都以解决串行双向数字化通信为基本依据。 二、现场总线协议模型 全新的IEC 61158现场总线协议模型，省去了OSI模型中间的3~6层，增加了面向