plc与现场总线技术

现场总线技术与应用

现场总线是应用生产现场、在微机化测控设备之间实现双向数字通信系统，是开放式、数字化、多点通信的低层控制网络。

现场总线是在20世纪年代中期发展起来的。现场总线技术是将专用的微处理器植入传统的测控仪表，使其具备了数字计算和通信能力，采用连接简单的双绞线、同轴电缆、光纤等作为总线，按照公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测控仪表之间、远程监控计算机之间实现数据共享，形成适应现场实际需要的控制系统。它的出现改变了以往采用电流、电压模拟信号进行测控信号变化慢，信号传输抗干扰能力差的缺点，也改变了集中式控制可能造成的全线瘫痪的局面。由于微处理器的使用，使得现场总线有了较高的测控能力，提高了信号的测控和传输精度，同时丰富了控制信息内容，为远程传送创造了条件。

现场总线适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向，一出现便成为全球工业自动化技术的热点，受到全世界的普通遍关注。现场总线导致了传统控制系统结构的变革，形成了新型的网络集成式全分布控制系统--现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System）。 一、现场总线的特点

现场总线系统打破了传统模拟控制系统采用的一对一的设备连线模式，而采用了

1-1 什么是现场总线？现场总线出现的历史背景是怎样的？

定义：应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。它广泛应用于制造业、流程工业、楼宇、交通等领域的自动化系统中。

背景：从20世纪50年代至今一直都在使用着一种信号标准，那就是4一2OmA的模拟信号标准。20世纪70年代，数字式计算机引人到测控系统中，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，微处理器被嵌人到各种仪器设备中，形成了分布式控制系统。

随着微处理器的发展和广泛应用，产生了以IC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、趋势图等功能通信技术的发展，促使传送数字化信息的网络技术开始得到广泛应用。与此同时，基于质量分析的维护管理、与安全相关系统的测试记录、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

课程论文

现场总线技术

题 目： CAN总线通信系统设计 学院（系）： 信息工程学院专业班级： 学生姓名： 学号 ：

指导教师： 年 5

月 20日

2013

摘要：现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计

算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。CAN(Controller Area Network)属于现场总线的范畴，是一种多主方式的串行通讯总线，数据通信实时性强。与其它现场总线比较而言，CAN总线具有通信速率高、容易实现、可靠性高、性价比高等诸多特点。

CAN总线是控制器局域网总线(contr01ler AreaNetwork)的简称。属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。由于其高性能、高可靠性及独立的设计而被广泛应用于工业现场控制系

PLC在现场总线中的应用

近些年来，计算机控制以及被迅速地推广和普及，相当多的企业已经在大量地使用各种各样的可编程设备，例如工业控制计算机、PLC、变频器、机器人、数据机床、柔性制造系统等。有很多企业已经显示了全车间或者全厂的综合自动化，即将不同厂家生产的可编程设备连接在单层或多层网络上，相互之间进行数据通信，实现分散控制和集中管理。因此通信与网络已经成为了控制系统不可缺少的重要组成部分。而PLC作为其中的一部分也是有它重要地位的。

IEC（国际电工委员会）对现场总线的定义是“安装在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串式、多点通信的数据总线称为现场总线”。它是当前工业自动化的热点之一。现场总线以开放的、独立的、全数字化的双向多变量通信代替0-10mA或4-20mA现场电动仪表信号。现场总线I/O集检测、数据处理、通信为一体，可以代替变送器、调节器、记录仪等模拟仪表，它步需要框架、机柜、可以直接安装在现场导轨槽上。现场总线I/O的接线极为简单，只需要一根电缆，从主机开始，沿数据链从一个现场总线I/O连接到下一个现场总线I/O。使用现场总线后，自控系统的配线、安装、调试和维护等方面的费用可以节约2、3左右，现场总线I/

南京工程学院

成绩 自动化学院

现场总线技术及其应用课程论文

专 业： 自动化（数控技术） 班 级： K数控ZB093 学 号： 240095410 学生姓名： 陈 浩 任课教师： 徐庆宏

题目： 基于CAN总线的通信系统设计

摘 要

现场总线技术被誉为自动化领域的局域网，它是计算机技术、通信技术、控制技术的集成。其中，CAN总线是控制器局域网总线(contr01ler AreaNetwork)的简称。属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。由于其高性能、高可靠性及独立的设计而被广泛应用于工业现场控制系统中。SJAl000是一个独立的CAN控制器，PCA82C200的硬件和软件都兼容，具有一系列先进的性能，特别在系统优化、诊断和维护方面，因此，SJAl000将会替代PCA82C200。SJAl000支持直接连接到两个著名的微型控制器系列80C51和68xx。下面以单片机STC89C52和SJAl000为例，介绍CAN总线模块的硬件设计和CAN通

淮海工学院

11-12学年第1学期现场总线与控制网技术试卷(B)半开卷

一、填空题（本大题共11小题，每空1分，共30分）

1．以现场总线为基础的企业网络系统按功能可分为（）、（）和（）三层。

2．最常用的两种差错校正方法是（）和（）。

3．LonWorks技术的核心是神经元芯片，主要包括( )和( )两大系列。

4．GSD文件一般可分为（）、（）和（）三个部分。

5．LonTalk协议的网络地址有三层结构，分别为（）、（）和（）。

6．网络拓扑结构主要有( )、（）、( )、( )等拓扑结构。

7．CAN总线中故障状态有3种，分别是（）、（）和（）。

8．PROFIBUS总线存取协议方式包括主站间的（）和主站与从站间的（）。

9．LonWorks控制网络主要包括（）、（）和（）三大部分。

10．PROFIBUS总线中提供了( )、( )和( )三种传输技术。

11．在介绍过的交换技术中，通信之前需要事先建立连接的是( )和（）。

二、简答题(本大题共5小题，每题6分，共30分)

1.什么是现场总线技术？其技术特点有哪些?（6分）

2．CAN的数据链路层中分哪两个子层？它们的主要功能是什么？（6分）

3．总线仲裁的定义是

工业4.0时代的工业控制网络

王彤

（哈尔滨工业大学（威海）信息与电气工程学院 威海 264200）

摘 要：德国自2013年正式提出“工业4.0”战略以来，加紧将信息通信技术应用到工业生产中，建立信息物理系统（CPS），通过智能工厂和智能生产，对工业产品制造、物流管理等各个环节进行智能化全程控制，以促进工业生产的智能化、数字化、网络化和服务化发展，并催生出新型商业模式和生产方式。目前，中国工业存在要素成本上升迅速、产能过剩矛盾突出、国际产业链低端锁定等诸多难题，有必要借鉴德国工业4.0战略的基本思路和实施机制，借助于正在迅速发展的新产业革命的技术成果，加快推进工业生产制造方式、产业组织和商业模式等方面的创新，加快促进工业生产的全面转型升级。 关键词：德国工业4.0；工业控制网络；智能工厂；前景发展；中国工业的发展升级 中图分类号：TP391 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：

Industrial control network developing in the age of industrial 4.0

Wangtong

（Academy of electronic information and electric

现场总线技术阶段练习4

一、填充题

1．CAN[Controller Area Network]是 的简称。

2．CAN的数据帧由7个不同的位场（域）组成，依次为 、 、 、 、 、 、 。 3．CAN的远程帧由6个场组成，依次为 、 、 、 、 、 。

3．CAN通信控制器82C200可实现 的标准格式通信帧的通信控制。

4．CAN通信控制器SJA1000可实现 的两种格式通信帧的通信控制。

5．PROFIBUS-PA：具有 特性。

6．PROFIBUS 网络由 、 、 、 等组成。

7．PROFIBUS提供有3种传输技术，依次为 、 、 。

8．PUOFIBUS 支持 、 、 等网络拓扑。。

9．PROFIBUS-PA= + 。

现场总线技术及应用

课程作业（论文）

究与设计

题 目学生姓名 专业班级 学 号 院 （系）

基于现场总线技术的空调测控系统研

X X

自动化08-2班 200801010205 电气信息工程学院

目录

第一章 绪论......................................................... 2

1.1 引言....................................................... 2 1.2 现场总线技术................................................ 2

1.2.1 现场总线技术......................................... 2 1.2.2 现场总线概述.......................................... 3 1.2.3 现场总线的网络结构.................................... 3 1.2.4 现场总线的通讯协议........................

现场总线结课论文

测控技术与测控网络系统

学科设计（论文）

题 目：现场总线技术及其应用

——CAN总线

学生姓名：

学 号：

专业班级：

指导教师：

年 月 日

现场总线结课论文

一、摘要

在当今信息化，网络化新科技时代，网络测控技术已被广泛地应用于工业产品生产、自动控制、科学研究等方面，而且在工业、农业、家庭、医学、军事和空间科学技术等领域也发挥出它的强大功能。而现场总线技术的不断进步不仅代表了测控技术的快速发展，同时也带动了各个领域向着更高一层的自动化、网络化、智能化不断前进。而控制器局域网总线CAN 的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于其良好的性能及独特的设计,CAN总线越来越受到人们的重视，它在汽车领域上的应用是最广泛的。CAN卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计，特别适合工业过程监控设备的互连，因此，越来越受到工业界的重视，并已公认为最有前途的现场总线之一。

本文以控制器局域网总线CAN为例，主要介绍了当今被广泛使用的CAN总线的基本原理，并通过诸多实例加以说明。以空调为例构建了一个网络化的测控系统，为空调系统的发展提供一个实例。最后又根据CAN总线的原理和功能总结了时下CAN总线的优缺点，同时根据CAN总线在实际生产生活中