《现场总线讲解》课件.pptVIP

*******************现场总线讲解现场总线是工业自动化领域的重要组成部分，它是一种用于不同设备之间通信的网络技术。课程目标了解现场总线基本概念深入理解现场总线技术原理和应用场景，掌握现场总线的基本概念和术语。掌握现场总线优势了解现场总线与传统控制系统相比的优势，包括成本降低、安装便捷、可扩展性强等。熟悉现场总线分类学习常见的现场总线类型，包括其特点、应用场景、协议标准等。掌握现场总线应用学习现场总线在工业自动化、过程控制、楼宇自动化等领域的典型应用场景和案例。现场总线概述现场总线是一种用于工业自动化系统中不同设备之间通信的网络技术。它将工厂中的各种设备连接在一起，实现数据交换，并进行统一管理和控制。现场总线取代传统的点对点连接方式，实现了数据传输的集中化，提高了系统的可靠性和灵活性。现场总线的优势实时性强现场总线能够快速、可靠地传输数据，实时响应控制需求。灵活性高现场总线支持多种协议和拓扑结构，适应不同的应用场景和需求。成本效益高现场总线简化了布线，降低了安装和维护成本。扩展性强现场总线能够轻松地添加新的设备和节点，满足系统扩展需求。现场总线的分类基于通信协议根据通信协议的不同，可以分为Modbus、Profibus、CANopen等多种类型。基于网络类型可以分为基于总线型的、基于以太网型的等不同类型。基于应用领域可以分为用于过程控制、运动控制、机器控制等不同应用领域。现场总线典型应用场景现场总线广泛应用于工业自动化领域。例如，自动化生产线，楼宇自控，电力系统，水处理系统等。现场总线可实现数据采集、控制、通信等功能，提高系统效率和可靠性。现场总线的组成主站主站负责发起通信指令，收集数据。例如：PLC、DCS、上位机等。从站从站接收指令并响应，提供数据。例如：传感器、执行器等。通信介质用于连接主站和从站，传输数据信号。例如：双绞线、光纤、无线网络等。通信协议规定数据格式、传输规则和控制机制。例如：Modbus、CAN、PROFIBUS等。通信方式概述11.串行通信现场总线使用串行通信方式，数据按顺序一位一位地传输。22.并行通信并行通信则同时传输多位数据，速度更快。33.同步通信同步通信要求发送方和接收方时钟同步，效率更高。44.异步通信异步通信不要求时钟同步，更灵活但速度较慢。物理层物理介质现场总线物理层负责定义数据传输的物理介质，常见类型包括双绞线、同轴电缆、光纤等。不同的介质类型具有不同的传输距离、抗干扰能力和数据传输速率。连接器现场总线物理层定义了连接器类型，用于连接不同的设备。连接器类型通常与物理介质类型有关，确保设备之间连接可靠且稳定。信号编码现场总线物理层定义了信号编码方式，将数据转换成电信号或光信号进行传输。编码方式决定了数据的传输效率和抗干扰能力。传输速率现场总线物理层定义了数据传输速率，即每秒传输的数据量。传输速率越高，数据传输效率越高，但对硬件要求也更高。数据链路层1数据帧格式定义数据帧的结构，包含帧头、数据域和帧尾等。2物理地址每个节点在网络中唯一的物理地址，用于识别设备。3错误检测使用校验和、CRC等机制，确保数据传输的可靠性。应用层1应用程序接口提供应用程序与现场总线之间的通信接口2数据格式定义数据传输的格式和编码方式3数据服务提供各种数据服务，例如数据读写、报警管理、事件日志等4应用层协议例如，Modbus协议、Profibus协议等应用层是现场总线体系结构的最高层，负责提供应用程序与现场总线之间的通信接口，并定义数据传输的格式和编码方式。应用层还提供各种数据服务，例如数据读写、报警管理、事件日志等，以满足应用程序的需求。应用层协议是应用层最重要的组成部分，它定义了应用程序之间进行通信的规则和语法。常见的应用层协议包括Modbus协议、Profibus协议等。现场总线通信模型现场总线通信模型描述了数据在现场总线网络中传输的模式和机制。模型包含主站和从站，它们通过总线进行通信。主站负责发送命令，从站负责接收命令并返回数据。主站通常是上位机，例如PLC、DCS或计算机系统。从站是现场设备，例如传感器、执行器或变送器。模型支持同步和异步通信方式，以及多种协议标准，如Modbus、Profibus和CANbus。Modbus-RTU协议概述Modbus协议Modbus协议是一种工业领域广泛应用的通信协议，用于不同设备之间的数据交换。Modbus-RTU协议Modbus-RTU是Modbus协议的变体，用于串行通信，广泛应用于现场控制系统中。