现场总线技术与应用张凤登

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

目录

1现场总线技术概述 ........................................................................................................................ 6

1.1现场总线的定义： ............................................................................................................ 6

1.2 现场总线技术产生的意义 ............................................................................................... 6

1.3 现场总线技术的发展现状与展望 ......................................................................................... 6

1.3.1 现场总线技术的发展现状 ...............................

目录

1现场总线技术概述 ........................................................................................................................ 6

1.1现场总线的定义： ............................................................................................................ 6

1.2 现场总线技术产生的意义 ............................................................................................... 6

1.3 现场总线技术的发展现状与展望 ......................................................................................... 6

1.3.1 现场总线技术的发展现状 ...............................

论现场总线的应用

论现场总线的应用

北京钢铁设计研究总院 夏德海【100053】

[摘要] 现场总线是一种新兴的通讯技术，理应得到全面而迅速的推广，但实际的应用状况却并非如此，究其原因，主要是国际标准太多，多标准实际上就等于没有标准，为了能使现场总线得到健康的发展和应用，特提出若干建议。

[关键词] 现场总线 应用 单一的标准 多标准

不再要标准 事实上的标准

现场总线是现场仪表或设备与控制室的控制系统之间的一种开放的、全数字化、双向通信和多站的通信系统。

现场总线起源于欧洲，1984年IEC就开始着手制定现场总线的国际标准。

现场总线的优点很多，他的出现可以说在自动化领域内，是继DCS以后的又一里程碑，可是他的应用却没有像DCS那样得到迅速而全面的推广。

一、 现场总线的优点

1、开放性

基于现场总线的控制系统FCS的技术与标准是公开的；而DCS 制造厂商的技术与标准却是各有各的专利，是封闭的。不同厂商DCS之间的通信需要网关。

2、全数字化

DCS的主机虽然是数字的，但现场仪表则还是利用了模拟技

术，目前国际标准的信号制为直流4-20 mA。因此，DCS是一个数模混合的系统；而FCS则是一个全数字化的系统，现场仪表与主机之

论现场总

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Profibus现场总线技术在连铸机上的应用

作者：陈权

来源：《中国科技博览》2013年第27期

[摘 要]在对现场总线技术做一般性介绍的基础上，着重介绍和分析了板坯连铸机电控系统中基于Profibus现场总线技术的通讯原理及整个系统的构成，说明了PLCS7-400主站和从站之间的硬件和软件组态方案。

[关键词]现场总线；Profibus；控制系统

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）27-0617-01 1 前言

炼钢部板坯连铸机生产工艺是把钢水通过中间包、结晶器、二冷室、扇形段等设备冷却凝固成铸坯，为了完成从钢水到板坯的自动控制功能，整个自动控制系统按照分散控制系统组成，这是一个二级分布式计算机控制系统，分为过程控制级和基础自动化级。基础自动化级配备六台PLC，分别为公用PLC、铸流PLC、辊道PLC、软压下PLC、二冷水PLC、结晶器振动PLC，控制系统采用西门子S7-400系列PLC，下挂Profibus-DP网，并通过DP链接器将总线仪控设备接入工业

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