现场总线技术-第一章-现场总线概述.ppt

现场总线技术概述 现场总线系统的劣势 在现场总线系统中，由于网络成为各组成部件之间的信息传递通过，网络成为控制系统不可缺少的组成部分之一。网络通信中数据包的传输延迟、通信系统的瞬时错误和数据包丢失，发送与到达次序的不一致等，都会破坏传统控制系统原本具有的确定性，使得控制系统的分析和综合变得更复杂，使控制系统的性能受到负面影响。 如何使控制网络满足控制系统对通信实时性、确定性的要求，是现场总线系统在设计和运行中应该关注的重要问题。 1.3 以现场总线为基础的企业网络系统 现场总线技术概述 典型的企业网络系统 1.3 以现场总线为基础的企业网络系统 现场总线技术概述 1.3 以现场总线为基础的企业网络系统 现场总线技术概述 现场总线是自控领域的局域网 开放的、数字化、多点通信的企业底层网络； 构成网络集成式测量控制系统； 总线是构成自动化系统的纽带，网络所传输的是测量控制信息。 特点： 适应工业应用环境； 要求实时性强，可靠性高，安全性好； 多为短帧传送； 通信的传输速率相对较低。 1.3 以现场总线为基础的企业网络系统 现场总线技术概述 1.企业管理层 企业资源规划层 ERP(Enterprise Resource Planning) 2.过程监控层 制造执行层 MES(Manufacturing Execution System) 3.现场控制层 FCS(Field Control System) 1.3 以现场总线为基础的企业网络系统 现场总线技术概述 位于生产控制和网络结构底层的低带宽网络。 可与局域网、Internet、Intranet相连，构成开放的网络。 1.3 以现场总线为基础的企业网络系统 现场总线技术概述 目前，控制网络与上层网络的连接方式一般有以下三种： 一、采用专用网关完成不同通信协议的转换，把控制网段或DCS连接到以太网。 现场总线控制网段与信息网络之间的网关连接 1.3 以现场总线为基础的企业网络系统 现场总线技术概述 二、将现场总线网卡和以太网卡都置入工业PC。 三、将WEB服务器直接置入PLC或现场控制设备内，借助WEB服务器或和通用浏览工具，实现数据信息的动态交互。 采用PCI卡连接控制网段与上层网络 1.4 现场总线技术的标准化 现场总线技术概述 现场总线技术始发于二十世纪八十年代，但该项技术的火热发展是近年出现的。 早期的现场总线技术 与PLC同时出现的、Culter-Hammer推出的Directrol General Electric的Genius I/O Phoenix的Interbus-S TURCK的Sensoplex 丹麦Process Data公司83年推出的P-Net 德国Siemens公司84年推出的Profibus(Process Field bus的简称) 法国Alstom公司87年推出的 FIP(Factory Instrumentation Protocol) 等都属于早期推出且至今仍有较大影响的总线技术。 1.4 现场总线技术的标准化 现场总线技术概述 欧洲、北美、亚洲的许多国家都投入巨额资金与人力进行研究开发； 已经形成了各式各样的企业、国家、地区、及国际现场总线标准； 根据相关资料统计，已出现的现场总线一百多种，其中宣称为开放型总线的就有40多种。 1.4 现场总线技术的标准化 现场总线技术概述 现场总线组织 现场总线基金会（Fieldbus Foundation） LonMark协会 Profibus协会 工业以太网协会IEA（ Industrial Ethernet Association）， 工业自动化开放网络联盟IAONA（ Industrial Automation Open Network Alliance） Society of Automotive Engineers（SAE） 制定现场总线标准的国际标准化组织 IEC－国际电工委员会 ISO－国际标准化组织 1.4 现场总线技术的标准化 现场总线技术概述 现场总线技术的发展趋势 一、标准之争暂告结束,群雄逐鹿各霸一方 (1) FF 过程自动化 (2) Profibus 离散工业，机械制造业自动化 (3) WorldFIP 交通行业自动化 (4) LonWorks 楼宇自动化 二、PC网络技术将进