智能仪器基础(第).ppt

7.3.3常用现场总线简介 3. Profibus（过程现场总线） Profibus现场总线由三个兼容的部分组成，分别是Profibus-DP，Profibus-FMS，Profibus-PA 。 7.3.3常用现场总线简介 DP型用于分散外设之间的高速传输，适合于加工自动化领域的应用，使用Profibus-DP模块可取代24VDC或4~20mA并行信号传输。 7.3.3常用现场总线简介 FMS，意为现场信息规范 ,适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等一般自动化。 7.3.3常用现场总线简介 PA型则是用于过程自动化的总线类型 , PA型的标准目前还处于制定过程之中 ,其传输技术遵从IEC1158-2 (Ｈ1 )标准 ,可实现总线供电与本质安全防爆。 7.3.3常用现场总线简介 4．CAN（控制网络） CAN是控制网络Control Area Network的简称 ,最早由德国BOSCH公司推出 ,用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。其总线规范现已被ISO国际标准组织制订为国际标准 ISO11898标准,得到了Motorola、Intel、Philips、Siemence、NEC等公司的支持 ,已广泛应用在离散控制领域。 7.3.3常用现场总线简介 CAN协议也是建立在国际标准组织的开放系统互连模型基础上的，不过，其模型结构只有3层 ,只取OSI底层的物理层、数据链路层和顶上层的应用层。其信号传输介质为双绞线 ,通信速率最高可达 1M bps，直接传输距离最远可达10 km（5k bps传输时）,可连接设备最多可达 1 1 0个。 7.3.3常用现场总线简介 CAN的信号传输采用短帧结构 ,每一帧的有效字节数为 8个，因而传输时间短 ,受干扰的概率低。当节点严重错误时 ,具有自动关闭的功能，从而切断该节点与总线的联系，使总线上的其它节点及其通信不受影响 ,具有较强的抗干扰能力。 CAN支持多主方式工作 ,网络上任何节点均在任意时刻主动向其它节点发送信息 ,支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收 /发送数据。 7.3.3常用现场总线简介 已有多家公司开发生产了符合ＣＡＮ协议的通信芯片 ,如Intel公司的82527芯片,Motorola公司的MC68HC05X4芯片,Philips公司的82C250等。还有插在PC机上的CAN总线接口卡 ,具有接口简单、编程方便、开发系统价格便宜等优点。 7.3.3常用现场总线简介 5. HART（可寻址远程传感高速通道） HART是Highway Addressable Remote Transducer的缩写。最早由Rosemount公司开发并得到80多家著名仪表公司的支持，于1993年成立了HART通信基金会。这种被称为可寻址远程传感高速通道的开放通信协议，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中工业过程控制的过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较好的发展。 7.3.3常用现场总线简介 HART通信模型由 3层组成 :物理层、数据链路层和应用层。物理层采用FSK(Frequency Shift Keying)技术在 4～ 2 0mA模拟信号上迭加一个频率信号 ,频率信号采用Bell 202国际标准 ;数据传输速率为1200 bps，逻辑“0”的信号频率为2200 Hz，逻辑“1”的信号传输频率为1200 Hz。 课堂讨论: 常用的现场总线有哪几种?互相是否可以连接? 哪一种现场总线被誉为通用控制网络? HART总线的特点是什么？ 7.3.4 现场总线智能仪器仪表 现场总线智能仪器仪表（简称现场仪器仪表）是含有由微处理器控制的、符合现场总线标准的智能仪器仪表。 国际公认的现场总线标准有12种之多，在确定现场总线控制系统时首先要确定采用的现场总线标准类型，并选购能与之匹配的现场仪器仪表和对已有的设备、系统进行接口改造。 7.3.4 现场总线智能仪器仪表 现场总线与各种总线之间的转接也有现成的产品。例如： RS-232与CAN的转接插头 现场总线与PCI的接口卡 7.3.4 现场总线智能仪器仪表 采用以现场仪器仪表为基础的现场总线控制系统（FCS）是自动化工业的方向，其优点为： 将完全取代4-20mA，DC联络信号，实现传输信号数字化，从而易于现场布线，减少现场配线费用。 现场总线技术可将一些如控制、报警等分析功能下放到现场处理，简化上层系统。 自动化系统从封闭式系统向开放式系统转变。 7.3.4 现场总线智能仪器仪表 FCS要求现场仪器仪表具备以下特点： 1.智能化功能 2.控制功能 3.带有总线接口 FCS要求现场仪器仪表带有微机系统，尽最大可能保证现场的工作稳定进行，