大家好、我们今天学习——现场总线技术~~~

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来不及整理自己的东西、那咱们就学习一下别的东东吧~~~~=================================================================================现场总线技术 张浩陈刚（西安交通大学，710049，西安） 摘要：本文综述近年来在工业自动化领域发展迅速、应用日益广泛的现场总线技术，主要评析RS—485总线、CANBus、PROFIBus和LONWORKS等，侧重说明它们的通信机理与网络性能。关键词：现场总线；RS—485；CANBus；PROFIBus；LONWORKS以计算机在工业控制和管理中的应用为主要标志的工业自动化技术在过去二十年间有了长足的进步。进人90年代以来，作为工业控制数字化、智能化与网络化典型代表的现场总线（Field Bus—FB）技术发展迅速、影响巨大，引起了工程技术界的普遍兴趣与重视，被誉为工业自动化领域具有革命性的新技术。1现场总线的概念 1．1什么是现场总线所谓现场总线，是指将现场设备（如数字传感器、变送器、仪表与执行机构等）与工业过程控制单元、现场操作站等互连而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分支的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。国际电工协会（IEC）的SP50委员会对现场总线有以下三点要求：（1）同一数据链路上过程控制单元（PCU）、 PLC等与数字1/ O设备互连；（2）现场总线控制器可对总线上的多个操作站、传感器及执行机构等进行数据存取；（3）通信媒体安装费用较低。SP50委员会提出的两种现场总线结构模型是： （1）星型现场总线用短距离、廉价、低速率电缆取代模拟信号传输线，如图1所示；（2）总线型现场总线数据传输距离长、速率高，采用点—点、点—多点和广播式通信方式，如图2所示。 为了理解现场总线的概念，这里不妨再作些解释。一般来说，现场级的控制网络可以分为三个层次： Sensor Bus、Device Bus和Field Bus。其中Sensor Bus面向的是简单的数字传感器和执行机构，主要传输状态信息，网上交换的数据单元是位（bit）；Device Bus面向的是模拟传感器和执行器，主要传输模拟信号的采集转换值、校正与维护信息等，网上交换的数据单元是字节（Byte）；而Field Bus面向的是控制过程，除了传输数字与模拟信号的直接信息外，还可传输控制信息，即Field Bus上的结点可以是过程控制单元（PCU），Field Bus网络交换的数据单元是帧（Frame）。网3列出了几种现场级网络及其在控制网络三个层次中所处的位置。目前，现场总线技术与产品已进入“战国时期”， 1999年在德国举办的“99INTERMARK国际博览会”即为例证。为此， IEC下属的SC65C决定修改IECII58协议，不再讨论建立统一标准的问题，而将至少8种现场总线产品纳入其中。1.2现场总线技术特征现场总线完整地实现了控制技术、计算机技术与通信技术的集成，具有以下几项技术特征。（1）现场设备已成为以微处理器为核心的数字化设备，彼此通过传输媒体（双绞线、同轴电缆或光纤）以总线拓扑相连；（2）网络数据通信采用基带传输（即数字数据数字传输），数据传输速率高（为Mbit/ s或10Mbit/s级），实时性好，抗干扰能力强；(3）废弃了集散控制系统（DCS）中的1/O控制站，将这一级功能分配给通信网络完成；(4）分散的功能模块，便于系统维护、管理与扩展，提高可靠性；（5）开放式互连结构，既可与同层网络相连，也可通过网络互连设备与控制级网络或管理信息级网络相连；（6）互操作性，在遵守同一通信协议的前提下，可将不同厂家的现场设备产品统一组态，构成所需要的网络。1. 3现场总线通信协议特点现场总线通信协议基本遵照ISO/OSI参考模型，主要实现第1、2、7层功能。（1）物理层采用EIA—RS232、EIA—RS422/ RS485等协议。由于在某些情况下，现场传感器、变送器要从现场总线“窃取”电能作为它们的工作电源，因此对总线上数字信号的强度（驱动能力）、传输速率、信噪比以及电缆尺寸、线路长度等都提出一定要求。（2）数据链路层考虑到现场设备故障较多，更换频繁，所以数据链路层媒体访问控制多采用受控访问（包括轮询和令牌）协议，通常，各PCU、PLC作为主站，传感器、变送器等作为从站。另外，须支持点—点、点—多点和广播通信方式。 （3）应用层解决应用什么样的高级语言（或过程控制语言）来作为面向用户的编程（或组态）语言，其中包括设备名称、网络变量与配置（捆绑）关系，参数与功能调用及相关说明等，一般应具有符合IEC1131—3标准的图形用户界面（GUI）2典型现场总线技术与产品当前国际上具有代表性的现场总线技术与产品是EIA——RS——485总线、PROFIBus、CANBuS与LONW0RKS等，下面分别予以简要说明。2.1EIA——RS——485总线EIA一RS一485总线是工业领域广泛应用的LSO/OSI模型物理层标准协议之一。（1）机械特性 采用RS—232/ RS—485连接器（如ADAM4520）将PC串口RS—232信号转换成RS—485信号，或接入TTL/ RS—485转换器（如MAX485）将I/ O接口芯片TTL电平信号转换成RS—485信号，进行远距离高速双向串行通信。（2）电气特性 信号负逻辑，＋2V～＋6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”，二线双端半双工差分电平发送与接收，无公共地线，能有效克服共模干扰、抑制

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国际上现有40多种现场总线，但影响较大的主要有FF、Profibus、CAN、lonWorks等。围绕着现场总线技术的标准化，世界上各大厂商展开了激烈竞争，并主要形成了FF和Profibus两大阵营，都希望能够统一整个世界市场。　 目前现场总线产品主要是低速总线产品，应用于运行速率较低的领域，对网络的性能要求不是很高。从应用状况看，无论是FF和Profibus，还是其他一些现场总线，都能较好地实现速率要求较慢的过程控制。因此，在速率要求较低的控制领域，谁都很难统一整个世界市场。而现场总线的关键技术之一是互操作性，实现现场总线技术的统一是所有用户的愿望。今后现场总线技术如何发展、如何统一，是所有生产厂商和用户十分关心的题。　 高速现场总线主要应用于控制网内的互连，连接控制计算机、PLC等智能程度较高、处理速度快的设备，以及实现低速现场总线网桥间的连接，它是充分实现系统的全分散控制结构所必须的。目前这一领域还比较薄弱。因此，高速现场总线的设计、开发将是竞争十分激烈的领域，这也将是现场总线技术实现统一的重要机会。而选择什么样的网络技术作为高速现场总线的整体框架将是其首要内容。

智能化

好

雷讯

接受~

吃心仁

以后请各位大侠多指教

zhangcht

好东东啊，得多有人喝彩鼓励的！