最新四章现场总线技术精品课件.ppt

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1、内容题要内容题要概述概述现场总线标准化的发展现状现场总线标准化的发展现状现场总线的标准化现场总线的标准化几种流行的现场总线技术几种流行的现场总线技术现场总线发展展望现场总线发展展望现场总线的分类现场总线的分类按 照 与 其 传 送 的 平 均 数 据 分 组 （按 照 与 其 传 送 的 平 均 数 据 分 组 （ d a t a d a t a packetpacket）长度相关的复杂程度分，现场总线）长度相关的复杂程度分，现场总线又可分为四类：又可分为四类：传感器层传感器层：信息量小、响应快、位传输：信息量小、响应快、位传输设备层：设备层：可靠性高、响应快、字节传输可靠性高、响应快、字节传

2、输控制层：控制层：信息量大、可靠性高、信息传输信息量大、可靠性高、信息传输信息层：信息层：信息量大、集成度高、文件传输信息量大、集成度高、文件传输现场总线标准化的发展现状现场总线标准化的发展现状现场总线国际标准化体系结构现场总线国际标准化体系结构现场总线系统安全规范现场总线系统安全规范“本安本安”的概念的概念功能块与设备描述规范功能块与设备描述规范现场总线国际标准化体系结构现场总线国际标准化体系结构现场总线国际标准协议现场总线国际标准协议IEC62026低压开关设备和控制设备技术委员会低压开关设备和控制设备技术委员会第第1部分：一般要求部分：一般要求第第2部分：执行部分：执行/传感器接口传感器

3、接口ASI第第3部分：电器设备网络部分：电器设备网络DeviceNet第第4部分：部分：LonTalk（已取消）（已取消）第第5部分：智能化分布系统部分：智能化分布系统SDS第第6部分：串行多路控制总线部分：串行多路控制总线SMCB现场总线系统安全规范现场总线系统安全规范功能块与设备描述规范功能块与设备描述规范现场设备信息格式及功能描述规范现场设备信息格式及功能描述规范称为称为”行规行规”(Profile), 行规可有效行规可有效实现各种现场设备应用层互联。实现各种现场设备应用层互联。 功能块的应用功能块的应用功能块的结构功能块的结构现场总线的标准化现场总线的标准化现场总线标准化情况现场总线标

4、准化情况多标准多标准并存并存现场总线国际标准现场总线国际标准IEC61158IEC61158中采用的中采用的8 8种类型，以及其他一些现场总线，如种类型，以及其他一些现场总线，如LonworksLonworks等，将在今后一段时间内共等，将在今后一段时间内共同发展，并相互竞争相互取长补短。同发展，并相互竞争相互取长补短。此外；国际跨国公司除了从事他们所此外；国际跨国公司除了从事他们所支持的现场总线技术的研究与开发，支持的现场总线技术的研究与开发，还兼顾其他总线的应用。还兼顾其他总线的应用。 现场总线标准现场总线标准FFControlNetProfibusP-NETFFHSESwiftNetWo

5、rldFIPINTERBUSFFHSE支持单位支持单位:现场总线基金会现场总线基金会(Fisher-Rosemount等等100多家公司多家公司)。准准:IEC61158;IEC61784;IEC61131-3;IEEE80和和RFC894的工业标准以太的工业标准以太网网;IETF(互联网管理任务要点互联网管理任务要点)。应用领域应用领域:流程工业及其它工业控制。流程工业及其它工业控制。使用情况使用情况:艾默生等公司艾默生等公司(4家家)已有产品已有产品通过注册。通过注册。主要性能特点主要性能特点IEC支持，开放性好，可互操作性好支持，开放性好，可互操作性好;使用工业级的以太网、集线器、交换机

6、等使用工业级的以太网、集线器、交换机等设备设备;网络层使用网络层使用IP行规，传输层使用行规，传输层使用TCP、VDP(用户数据报协议，即为用户数据报协议，即为IEIF标准下标准下768项协议项协议)行规行规;作为作为FCS的主干网络，可局域网冗余，的主干网络，可局域网冗余，设备冗余。设备冗余。FF支持单位支持单位:现场总线基金会现场总线基金会(Fisher-Rosemount等等100多家公司多家公司)。标准标准:IEC61158;IEC61784。应用领域应用领域:流程工业及其它工业控制。流程工业及其它工业控制。使用情况使用情况:已有试点工程投入运行。已有试点工程投入运行。多家生产各种有多

7、家生产各种有FFH1接口的产品，接口的产品，可以满足系统集成要求。可以满足系统集成要求。 FF主要性能特点主要性能特点IEC支持，开放性好，可互操作性好支持，开放性好，可互操作性好;多种传输介质多种传输介质;传输速率传输速率31.25kbit/s;支持本质安全防爆支持本质安全防爆;有数据链路网桥连接与有数据链路网桥连接与HSE相连。相连。ProfibusProfibus-DPProfibus-PAProfibus-FMSProfibus-DPProfibus-DP支持单位支持单位:西门子公司西门子公司Profibus国际组织国际组织(PI)，我国有用户组，我国有用户组织或专业委员会织或专业委员

8、会(CPO)。标准标准:IEC61158; IEC61784; DIN19245;EN50170 。应用领域应用领域:工厂自动化和楼宇自动化。工厂自动化和楼宇自动化。使用情况使用情况:应用很广，已有应用很广，已有250家生产厂家生产厂商商2000多种产品，已安装多种产品，已安装25万节点。万节点。Profibus-DP主要性能特点主要性能特点传输速率范围很广，可高速数据通信传输速率范围很广，可高速数据通信9.6Kbit/s12Mbit/s传输介质传输介质:RS-485技术双绞屏蔽铜电技术双绞屏蔽铜电缆和光纤传输缆和光纤传输;Profibus-PAProfibus-PA 支持单位支持单

9、位:西门子公司西门子公司Profibus国际组织国际组织(PI)，我国有用户组织或专业委员会，我国有用户组织或专业委员会( C P O ) 。 标 准。 标 准 : I E C 6 1 1 5 8 ; IEC61784;DIN19245;EN50170。应用领域应用领域:流程工业。流程工业。使用情况使用情况:应用很广，已有应用很广，已有250家生产厂家生产厂商商2000多种产品，已安装多种产品，已安装25万节点。万节点。Profibus-PA主要性能特点主要性能特点用于连接现场仪表，可本质安全防爆用于连接现场仪表，可本质安全防爆;可通过耦合器与可通过耦合器与Profibus-DP相连相连;Pr

10、ofibus-FMSProfibus-FMS支持单位支持单位:西门子公司西门子公司Profibus国际组织国际组织(PI)，我国有用户组，我国有用户组织或专业委员会织或专业委员会(CPO)。标准标准:IEC61158; IEC61784; DIN19245;EN50170。使用情况使用情况:应用很广，已有应用很广，已有250家生产厂家生产厂商商2000多种产品，已安装多种产品，已安装25万节点。万节点。Profibus-FMS主要性能特点主要性能特点为单元层和现场层的数据通信，为多为单元层和现场层的数据通信，为多功能通信功能通信;可与可与Profibus-DP在同一总线上传输在同一总线上传输信

11、息。应用领域信息。应用领域:工厂级或车间级的工厂级或车间级的通信。通信。WorldFIPWorldFIP世界工厂仪表协议支持单位世界工厂仪表协议支持单位:法国法国Alstom公司公司(原原Honeywell公司为公司为北 美 参 加 单 位 ， 后 与北 美 参 加 单 位 ， 后 与 F F 合 并合 并 ) 。 标。 标准准:IEC61158;IEC61784;EN50170(FIP为法国国家标准为法国国家标准)。应用领域应用领域:电力工业、铁路交通、工业控电力工业、铁路交通、工业控制、楼宇自动化。制、楼宇自动化。使用情况使用情况:应用较广，已有应用较广，已有400多种产品。多种产品。主要

12、性能特点主要性能特点实时工业控制网络实时工业控制网络;通信速率通信速率:31.25Kbit/s,1Mbit/s, 2.5Mbit/s,25Mbit/s;传输介质传输介质:屏蔽双绞线、光纤屏蔽双绞线、光纤;层次清晰、简洁高效，控制信息和非层次清晰、简洁高效，控制信息和非控制信息互不干扰，时空一致，确控制信息互不干扰，时空一致，确保同步保同步P-NET支持单位支持单位:丹麦丹麦Proces-Data公司。公司。标准标准:IEC61158;IEC61784;EN50179。应用领域应用领域:奶制品厂、啤酒厂、农业环境奶制品厂、啤酒厂、农业环境控制、动物饲养系统、沥青和水泥生产、控制、动物饲养系统、沥

13、青和水泥生产、纺织工业、太阳能电站、燃料管理系统。纺织工业、太阳能电站、燃料管理系统。使用情况使用情况:应用历史较长，在食品工业和应用历史较长，在食品工业和农业、养猪自动化方面，欧洲市场占有农业、养猪自动化方面，欧洲市场占有率高。率高。P-NET主要性能特点主要性能特点使用屏蔽双绞线电缆使用屏蔽双绞线电缆(RS485)，总线，总线分段结构，每段长分段结构，每段长1200m;通信速率通信速率:76.8kbit/s;结构简单灵结构简单灵活，易于扩展，不采用专用芯片。活，易于扩展，不采用专用芯片。SwiftNetSwiftNet得到美国波音公司支持。得到美国波音公司支持。SwiftNet现场总线是一

14、种结构简单、现场总线是一种结构简单、实时性强的总线，协议仅包括物理实时性强的总线，协议仅包括物理层和数据链路层，在标准中没有定层和数据链路层，在标准中没有定义应用层。义应用层。 INTERBUS支持单位支持单位:PhoenixContact公司、公司、INTERBUS用用户协会和行业标准化协会户协会和行业标准化协会(INTERBUS-CLUB)标准标准:IEC61158;IEC61784; EN50254;DIN19258。应用领域应用领域:工业控制，用于工业控制，用于PLC、IPC等现场设备等现场设备的连接。汽车制造、生产线、食品工业、煤矿输的连接。汽车制造、生产线、食品工业、煤矿输送线、合

15、成纤维、自来水厂。送线、合成纤维、自来水厂。使用情况使用情况:应用很广，应用很广，1000多家生产厂家，多家生产厂家，2500多种产品，已有多种产品，已有450万节点万节点50万系统应用实绩。万系统应用实绩。INTERBUS主要性能特点主要性能特点环型拓扑网络，通过总线控制板引出主干环型拓扑网络，通过总线控制板引出主干线外，并具有线外，并具有165分支层分支层;传输媒介传输媒介:铜导线、光导传输、其他传输铜导线、光导传输、其他传输(红外、高频电环式红外、高频电环式); 传 输 速 率传 输 速 率 : 5 0 0 k b i t / s ( 标 准标 准 ) 、1 2 5 k b i t / s ( 特 殊 用 途特 殊 用 途 ) 、2Mbit/s(2001年后应用年后应用);端子连接部分结构有特色。端子连接部分结构有特色。 几种流行的现场总线技术几种流行的现场总线技术基金会现场总线基金会现场总线FFProfibus现场总线现场总线HART通信协议通信协议CAN总线总线DeviceNetControlNet系统系统现场总线发展展望现场总线发展展望现场总线国际标准现场总线国际标准真正的统一？真正的统一？现场总线技术和工业以太网的结合现场总线技术和工业以太网的结合未来的网络？未来的网络？38 结束语结束语