《现场总线技术概述》课件.pptVIP

**********************现场总线技术概述现场总线技术是工业自动化领域的一种关键技术,它实现了各种智能设备之间的快速高效通信。本节将概括介绍这一技术的基本原理、特点和应用场景。现场总线技术的基本概念实时通信现场总线技术能够提供高速、实时的数据通信能力,确保关键设备和系统能够实时交换信息。分布式控制现场总线技术支持多个控制设备分布式地协同工作,提高系统的灵活性和可靠性。开放性标准现场总线技术基于开放的工业标准,支持不同厂商设备的互操作性。现场连接现场总线技术将现场设备直接连接到控制系统,简化布线并提高效率。现场总线的发展历程120世纪70年代现场总线的概念最早萌芽于20世纪70年代,主要用于工厂自动化和过程控制等工业领域。220世纪80年代现场总线技术快速发展,出现了多种工业总线协议标准,如PROFIBUS、DeviceNet等。320世纪90年代现场总线开始在楼宇自动化、交通运输等更广泛的领域应用,并朝着更加标准化和智能化的方向发展。现场总线的主要特点网络化现场总线采用分散式网络拓扑结构,实现各设备之间的实时通信和数据交换。自动化现场总线提供自动化的配置、诊断和维护功能,大幅提高了系统的可靠性和运行效率。开放标准现场总线系统采用开放的通信协议标准,实现了不同厂商设备之间的互操作性。实时性现场总线具有高速响应、低延迟的实时通信特性,适用于对实时性要求高的应用场景。现场总线的基本结构现场总线通常由现场总线接口模块、现场设备、现场总线电缆和终端电阻等组成。接口模块负责数据采集和控制信号的传输,设备则包括各种传感器、执行机构等现场设备。总线电缆则负责将各个现场设备连接起来,形成一个闭合的通信网络。整个系统的工作遵循着一定的通信协议,特点是结构简单、布线方便、可靠性高、可扩展性好。这为现场设备之间的数据交换和控制提供了有效的通信方式。现场总线系统的组成现场设备包括传感器、执行器、变频器、伺服电机等向总线输入输出数据的设备。总线连接部件提供总线的物理网络连接,如连接器、电缆、终端电阻等。总线通信控制器负责总线上的通信协议和数据传输控制,保证总线通信的稳定性。现场总线控制器位于现场设备和上位机之间,负责整个现场总线系统的监控和管理。现场总线的通信机制1数据帧传输通过发送和接收数据帧实现设备间通信2访问控制采用多种访问控制机制如CSMA/CD、令牌等3同步机制通过同步控制实现数据传输的时间协调4故障检测检测电缆短路、断线等故障并报警现场总线的通信机制是实现设备间互联互通的关键。它通过数据帧传输、访问控制、同步控制以及故障检测等机制来确保数据传输的可靠性和实时性。这些机制共同构成了现场总线网络的通信基础。现场总线的主要协议标准1CAN总线专门为汽车及工业控制领域而设计的串行通信总线协议。以其高可靠性和实时性广泛应用于各种工业自动化场景。2Modbus总线一种简单且易实现的数字通信总线协议,广泛应用于工业自动化系统中的数据采集和控制。3Profibus总线一种工业现场总线协议,提供了灵活、高度标准化的通信解决方案,用于自动化系统中的实时工业通信。4DeviceNet总线一种基于CAN总线的低成本开放式现场总线协议,主要应用于工厂自动化和机器设备的联网。CAN总线技术CAN总线结构CAN总线采用多主设备通信的总线拓扑结构,总线上的各节点通过总线线缆相连。CAN总线可以实现多达127个节点的通信,具有高度的健壮性和抗干扰能力。CAN总线帧结构CAN总线数据帧由帧头、仲裁位段、控制位段、数据段和帧尾等部分组成,采用扩展帧格式实现更高的传输速率和更大的地址空间。CAN总线应用领域CAN总线广泛应用于工业自动化、汽车电子、医疗设备等领域,为实现设备之间的高效可靠通信提供了一种优秀的解决方案。ModBus总线技术基本原理ModBus是一种开放式的标准通信协议,采用主从式通信模式,广泛应用于工业自动化领域的设备之间的数据交换。主从通信架构ModBus系统由主站设备和从站设备组成,主站发起数据请求,从站设备响应并返回数据。数据帧结构ModBus数据帧包括地址域、功能码域、数据域和校验域,采用简单易懂的报文格式。EthernetTotalBUS技术1高速互联EthernetTotalBUS技术基于高速以太网标准,能实现快速数据传输和高带宽通信。2实时性能通过采用专有的工业实时通信协议,EthernetTotalBUS能够满足工业控制领域的实时性要求。3简单接入EthernetTotalBUS设备可以直接接入