現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的構成與特點

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的構成與特點 摘要：文中闡述了現(xiàn)場總線的主要產(chǎn)品及其控制系統(tǒng)的結構和特點，針對網(wǎng)絡拓撲結構論述網(wǎng)絡傳輸?shù)奈锢斫橘|(zhì)及網(wǎng)絡協(xié)議。 關鍵詞：現(xiàn)場總線 控制系統(tǒng) 網(wǎng)絡拓撲 網(wǎng)絡協(xié)議 Fieldbus Control System Constitute and Characteristic :This paper introducing the fieldbus mostly manufacture and control system frame and characteristic，be dead against meshwork topology frame discuss meshwork transmission physics medium and meshwork agree on。 : fieldbus control system meshwork topology meshwork agree on 1.概述 現(xiàn)場總線的技術基礎是一種全數(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)，是應用于各種計算機控制領域的工業(yè)總線，因現(xiàn)場總線潛在著巨大的商機，世界范圍內(nèi)的各大公司投入相當大的人力、物力、財力來進行開發(fā)研究。當今現(xiàn)場總線技術一直是國際上各大公司激烈競爭的領域，由于現(xiàn)場總線技術的不斷創(chuàng)新，過程控制系統(tǒng)由第四代的DCS發(fā)展至今的FCS（Fieldbus Control System）系統(tǒng),已被稱為第五代過程控制系統(tǒng)。而FCS和DCS的真正區(qū)別在于其現(xiàn)場總線技術。現(xiàn)場總線技術以數(shù)字信號取代模擬信號，在3C（Computer計算機、Control控制、Commcenication通信）技術的基礎上，大量現(xiàn)場檢測與控制信息就地采集、就地處理、就地使用，許多控制功能從控制室移至現(xiàn)場設備。由于國際上各大公司在現(xiàn)場總線技術這一領域的競爭，仍未形成一個統(tǒng)一的標準，目前，在現(xiàn)場總線網(wǎng)絡互聯(lián)都是遵守OSI參考模型。 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是從八十年代中期發(fā)展起來的。經(jīng)歷了十幾年的時間，現(xiàn)場總線控制技術已經(jīng)被廣泛應用于汽車、造紙、紡織、煙草、機械、石油化工、電力、樓宇自控等各個控制領域�，F(xiàn)場總線控制技術由于其巨大的技術優(yōu)勢，被認為是工業(yè)控制發(fā)展的必然趨勢，將逐步取代傳統(tǒng)的PLC點對點接線的控制方法。 2.現(xiàn)場總線的主要產(chǎn)品 連接于總線上的產(chǎn)品，可以分為有源和無源兩大類。 2.1.有源產(chǎn)品 有源產(chǎn)品可以產(chǎn)生通訊信號、響應信號、調(diào)整信號或者兼而有之。 有源產(chǎn)品包括以下部件： 　 2.1.1節(jié)點（Node）；總線上可以編址的設備。 2.1.2總線模塊(Bus Modulea)；任何形式的現(xiàn)場節(jié)點，可以使用端子或接插件連接傳感器、閥門、按鈕等各種現(xiàn)場裝置。
2.1.3網(wǎng)關（Gateway）；一種特殊的節(jié)點，用于兩面種不同的總線之間的信號和數(shù)據(jù)變換。
2.1.4放大器；一種用于實時（加強）信號，以精確復制原始信號。連接同一總線的兩部分，解決通訊信號在通訊線上由于電氣損耗而造成的衰減。當信號變?nèi)醵�不變形時可以使用放大器。
2.1.5中繼器（Repeater）；用于加強信號，產(chǎn)生不變形的新信號。連接同一總線的兩端，當信號變?nèi)趸蜃冃螘r可以使用中繼器。
2.1.6.橋（Bgridge）；有兩類橋。一種是用于連接同一種協(xié)議，不同傳輸速度的兩個段。另一種是一種智能的中繼器，當通訊的源地址和目的地址位于不同總線段時，用于重復兩個段間的數(shù)據(jù)。橋必須被編程設定地址和相關的段。當橋讀地址時，要有幾個位的等待時間。橋可以應用于設備級總線，但應用并不普遍。
2.1.7路由器（Router）；用于廣域網(wǎng)的高等級橋。這類產(chǎn)品很少應用于設備級總線。
2.1.8有源多端口分接器（Active hub）多端口中繼器或放大器，以增加總線的分支能力。
2.1.9接口卡、接口模塊（Interface card,interface module）；指網(wǎng)關的常用術語，作為PLC或PC到設備及總線的接口。
2.2無源總線產(chǎn)品 無源總線產(chǎn)品包括：
2.2.1T型分支（Tee）；用于產(chǎn)生總線上的一路分支。 　　
2.2.2無源多端口分接器（Passive hub）；多端口T型分支。
2.2.3終端電阻（Terminating Resistor）；安裝在總線的始端和末端的電阻，用于穩(wěn)定和調(diào)整信號。
2.2.4總線電纜（Busline）；連接節(jié)點，傳送數(shù)據(jù)的各種電纜。 3.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結構及其特點 國際電工協(xié)會（IEC）的SP50委員會對現(xiàn)場總線有以下三點要求：同一數(shù)據(jù)鏈路上過程控制單元（PCU）、 PLC等與數(shù)字1/ O設備互連；現(xiàn)場總線控制器可對總線上的多個操作站、傳感器及執(zhí)行機構等進行數(shù)據(jù)存��；通信媒體安裝費用較低。現(xiàn)場總線是一種串行的數(shù)字數(shù)據(jù)通訊鏈路，它溝通了生產(chǎn)過程領域的基本控制設備（即現(xiàn)場級設備）與更高層次自動控制領域的自動化控制設備（即車間級設備）之間的聯(lián)系。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)主要包括一些實際應用的設備，如PLC、掃描器、電源、輸入輸出站、終端電阻等。其它系統(tǒng)也可以包括變頻器、智能儀表、人機界面等。 系統(tǒng)中的主控器（Host）可以是PLC或PC，通過總線接口對整個系統(tǒng)進行管理和控制。其總線接口，有時可以稱為掃描器�？梢允欠謩e的卡件，也可以集成于PLC中�？偩�接口作為網(wǎng)絡管理器和作為主控器到總線的網(wǎng)關，管理來自總線節(jié)點的信息報告，并且轉換為主控器能夠讀懂的某種數(shù)據(jù)格式傳送到主控器�？偩�接口的缺省地址通常設為"0"電源，是網(wǎng)絡上每個節(jié)點傳輸和接收信息所必須的。通常輸入通道與內(nèi)部芯片所用電源為同一個電源，習慣稱為總線電源。而輸出通道使用獨立的電源，稱為輔助電源。

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