现场总线控制系统有什么要求_仪器仪表_中国百科网
现场总线控制系统有什么要求
    现场总线控制系统　　
1、现场总线的特点 　　
现场总线的突出特点在于它把集中与分散相结合的dcs集散控制结构，变成新型的全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场，依靠现场智能本身实现基本控制功能。现场总线的特点主要表现在以下几个方面: 　　
（1） 以数字信号完全取代传统的模拟信号 　　
以数字信号完全取代传统DCS的4～20mA模拟信号，且双向传输信号。一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大为减少。同时，通信总线延伸到现场传感器、变送器、和伺服机构，操作人员在控制室就能实现主控系统对现场设备的在线监视、诊断、校验和参数整定，节省了硬件数量与投资。 　　
（2） 现场总线实现了结构上的彻底分散 　　现场总线在结构上只有现场设备和操作管理站2个层次，将传统DCS的I/O控制站并入现场智能设备，取消了I/O模件，现场仪表都是内装微处理器的，输出的结果直接送到邻近的调节阀上，完全不需要经过控制室主控系统，实现了结构上的彻底分散。 　　（3） 总线网络系统是开放的 　　将系统集成的权力交给用户，用户可以按自己的需要和考虑，把来自不同供应商的产品组成规模各异的系统。可以用不同厂家的现场仪表去替换出现故障的另一厂家的现场仪表。 　　
2、当前的现场总线标准 　　现场总线技术是从80年代后期诞生的网络通信技术，经历十几年左右的发展，国际上出现了几个有代表性的现场总线标准和几个系列产品，较流行的有: 　　
（1） 基金会现场总线（Foundation Fieldbus） 　　在现场总线标准的研究制订过程中，出现过多种企业集团或组织，通过不断的竞争，到1994年在国际上基本上形成了两大阵营，一个以Fisher-Rosemount公司为首，联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制订的ISP协议；另一个以Honeywell公司为首，联合欧洲150家公司制订的World FIP协议。这两大集团于1994年合并，成立现场总线基金会（Fieldbus Foundation,FF），致力于开发国际上统一的现场总线协议。FF的协议符合IEC1158-2标准，也称为SP50标准。 　　
（2） Profibus现场总线 　　它是作为德国国家标准和欧洲国家标准的现场总线标准。该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的。它采用OSI模型的物理层、数据链路层。现场总线信息规范（FMS）型则只隐去了OSI标准的第三至第六层，采用了应用层。 　　
（3） LonWork（Local Operating Network局部操作网）现场总线 　　它是由美国Echelon公司于1990年正式推出的。它采用ISO/OSI模型的全部7层协议，采用了面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置，其最大传输速率为1.5Mbps,传输距离为2700m，传输介质可以是双绞线、光缆、射频、红外线和电力线等。 　　
（4） 控制局域网（Control Area Network，CAN）控制网络 　　
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。CAN结构模型取ISO/OSI模型的第1、2、7层协议，即物理层、数据链路层和应用层。 　　
此外还值得一提的是，可寻址远程传感器数据公路（Highway Addressable Remote Transducer，HART）协议，它是由美国Rosemount公司最早推出的一种兼容4~20mA模拟信号和调制数字信号的现场总线协议。其数字通信由于采用调制/解调方式，属于模拟系统向数字系统转变过程中的过渡产品，因而在当前的过渡时期具有较强的竞争力，得到了较快的发展。 　　
3、现场总线的未来 　　
现场总路线将成为工业控制发展的革命性飞跃，近年来，有关现场总线的报道层出不穷，其中令人关注的焦点集中在能否出现全世界统一的现场总线标准。 　　
不同的现场总线有不同的功能，各有其适用的场合，靠一种现场总线打天下的想法看来不太现实。当然，从另一方面来讲，相当一部分现场总线是大同小异的，技术上非常接近，在优胜劣汰的环境下同类总线终将趋于统一。但商业利益上的激烈竞争是这个问题的主要原因，对于现场总线形成巨大影响的自动化厂商，因为要尽可能维护自身的地位和利益而不愿放弃其已拥有的现场总线;因此，在未来较长的一段时间内，现场总线标准之争会越演越烈。
开放式控制系统　
收录时间:日 19:14:36 来源:未知 作者:杜撰
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Copyright by ；All rights reserved. 联系：QQ：HART协议和现场总线技术有哪些异同？引言HART和现场总线技术都可以实现对现场设备的状态、参数等进行远程访问。同时，两种技术都支持在一条总线上连接多台设备的联网方式。HART和现场总线都采用设备描述，实现设备的互操作和综合运用。所以，它们之间有一定的相似之处。一、现场总线采用真正的全数字通信，而HART是以FSK方式叠加在原有的4～20mA模拟信号上的，因此可以直接联入现有的DCS系统中而不需要重新组态；二、现场总线多采用多点连接，HART协议一般仅在做监测运用的时候才会采用多点连接方式；三、用现场总线组成的控制系统中，设备间可以直接进行通信，而不需要经过主机干预；四、现场总线设备相对HART设备而言，可以提供更多的诊断信息。所以现场总线设备适用于高速的网络控制系统中，而HART设备的优越性则体现在与现有模拟系统的兼容上。好东西不仅要收藏，更不能忘记分享朋友圈！欢迎全国各省市客户及代理商来公司洽谈合作！如果您想得到更多信息与服务，请立刻联系我们，您将会享受到无与伦比的服务与优质的产品．您的支持是我们不断追求的目标！上海蒙晖仪表！！我们主营：在线密度计、压力变送器、差压变送器、液位变送器、高温熔体变送器、流量计、液位计等仪器仪表！可来各类变送器整机加工法兰、可来图来样定制各形式变送器、维修各类变送器、密度计（法兰、膜片、毛细管等）&如果觉得这篇文章不错，点击右上方分享到“朋友圈”。上海蒙晖仪表，将持续为您分享专业的仪表知识&即刻加入我们：1、点击文章顶端的：上海蒙晖机电科技有限公司公众账号/点击关注2、在微信添加朋友/查找微信公众账号中输入：上海蒙晖机电科技有限公司上海蒙晖机电科技有限公司(moho-china)　
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在学校的时候没有学过这方面的内容，现在工作中需要这方面的知识。目前处于两眼抓瞎，茫然四顾的状态。我希望能了解的：1、现场总线与传统数据传输接口之间的区别，比如与RS485之间的区别；2、现场总线的基本架构，一个基本完整的网络架构包括哪些设备；3、总线数据的传输方式；4、软件编程在总线技术中扮演着什么样的角色；5、希望能得到最基本的概念，或者被推荐较为入门级的书籍。
先说一下，什么是总线吧：总线将分散的有通信能力的测量控制设备作为网络节点，连接成能相互沟通信息，共同完成自控任务的控制网络。
现场总线是应用在生产现场，链接智能现场设备和自动化测量控制系统的数字式、双向传输、多分支机构的通信网络。
现场总线可采用多种介质（多种有线和无线方式）传送数字信号。在两根导线上可挂接多至几十个自控设备，能节省大量线缆、槽架、连接件。减少系统设计、安装、维护的工作量
现场总线形成真正分散在现场的完整控制系统，提高了控制系统运行的可靠性。丰富了控制设备的信息内容，提供了如阀门动作次数、故障诊断等信息。
为控制信息进入公用数据网络创造了条件，沟通了现场控制设备之间及其与更高控制管理层网络之间的联系,便于实现管控一体化
控制网络与数据网络的结合，便于实现信号的远程传送与异地远程自动控制。现场总线是近年来自动化领域中发展很快的互连通信网络，具有协议简单开放、容错能力强、实时性高、安全性好、成本低、适于频繁交换等特点。目前，国际上各种各样的现场总线有几百种之多，统一的国际标准尚未建立。较著名的有基金会现场总线（FF）、HART现场总线、CAN现场总线、LONWORKS现场总线、PROFIBUS现场总线、MODBUS、PHEONIX公司的INTERBUS、AS－INTERFACE总线等。 现场总线技术不仅是一种通信技术，它实际上融入了智能化仪表、计算机网络和开放系统互连(OSI)等技术的精粹。所有这些特点使得以现场总线技术为基础的现场总线控制系统(FCS)相对于传统DCS系统具有巨大的优越性： 　　　　　　 基于PC、PLC、DCS产品的分布式控制系统，其主要特点之一是，现场层设备与控制器之间的连接是一对一（一个I/O点对设备的一个测控点）所谓I/O接线方式，信号传递4-20mA（传送模拟量信息）或24VDC（传送开关量信息）信号。DCS系统主要缺点:
（1）信息集成能力不强： 控制器与现场设备之间靠I/O连线连接，传送4-20mA模拟量信号或24VDC等开关量信号，并以此监控现场设备。这样，控制器获取信息量有限，大量的数据如设备参数、故障及故障纪录等数据很难得到。底层数据不全、信息集成能力不强，不能完全满足CIMS系统对底层数据的要求。
（2）系统不开放、可集成性差、专业性不强：除现场设备均靠标准4-20mA/24VDC连接，系统其它软、硬件通常只能使用一家产品。不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性，因此可集成性差。这种系统很少留出接口，允许其它厂商将自己专长的控制技术，如控制算法、工艺流程、配方等集成到通用系统中去，因此，面向行业的监控系统很少。 （3）可靠性不易保证：对于大范围的分布式系统，大量的I/O电缆及敷设施工，不仅增加成本，也增加了系统的不可靠性。
（4）可维护性不高：由于现场级设备信息不全，现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能不强。另一方面也很难完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化功能，影响了系统的可维护性。现场总线经过14年的纷争，最后IEC的现场总线标准化组织经投票，通过以下这8种现场总线成为IEC61158现场总线标准，即：FF H1，Control Net，PROFIBUS,INTERBUS，P-Net，World FIP，Swift Net，FF之高速Ethernet即HSE。其中，P-Net和Swift Net是专用总线； Control Net，PROFIBUS,Wold FIP和INTERBUS是由PLC发展而来的；而FF和HSE是从传统DCS发展而来的。这8种现场总线采用的通信协议完全不同，因此，要实现这些总线的兼容和互操作是十分困难的。Profibus:包括PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PAInterbus：采用单一的总线，传输协议采用标准的TCP/IP协议，整个系统中采用同一数据流，数据传输经过SWITCH、ROUTE选择，而不经过控制器的CPU。DeviceNet :主要面对底层的设备，使设备直接和车间级控制器相连，而无需再于IO模块连接。ControlNet:美Rockwell Automation公司自动化技术研究发展起来的 FF（FieldbusFoundation HighSpeedEthernet）：美国FieldbusFoundation基金会采用高速以太网技术开发的H2现场总线。Modbus:施耐德公司推出的比较简单，但可靠的一种通讯协议，通过简单的功能码就可以完成通讯。Lonworks：多用于楼宇，是唯一一个覆盖了7层网络分层的协议，也使其真正实现各层的互连。CC-link：Control Communication Link，在实时性、分散控制、与智能机器通讯等方面有较好的性能，最高速度10M。HART：主要用于仪表，低速通讯Asi：Actuator Sensor Interface，是一种低速通讯总线。AS-Interface (AS-i)是最简单的网络解决方案，用于制造系统的传感器与执行器连接。它以黄色线缆为标志，目前已成为“开放”的技术，支持全球一百多个制造商。AS-Interface 网络为自动化系统底层设备提供了一种廉价的解决方案，可以取代传统的电缆连接，并可以独立地进行控制。网络还可以通过网关与其它高层网络连接。不断增强的功能使得AS-Interface的应用不断扩展，目前已成为自动化领域广泛应用的标准之一。CANopen：ControlAreaNetwork,支持多主，既可构成主从式通信网络也可构成对等式通信网络，同网络上的其它设备之间通信，用于汽车行业离散控制比较多。 ARCnet：Attached Resource Computer，对网络的布线支持最为灵活，支持总线型、星型以及分布式星型拓扑结构。BACnet：Building Automation and Control Networks ，楼宇自动化专用，目前楼宇集成公司的产品都是以此协议为基础。
各种总线各有所长，如PROFIBUS在PLC组网中应用较多，CAN在底层设备上的应用有着鲜明的特点，LONWORKS则具有支持较多的通信介质和全面的上层软件的特点，ARCNET传输速度快，数据量大，支持多种网络拓扑。从控制网络层次上看，若将子系统分成三个层次：设备级、控制级和信息级，则ControlNet、ARCNET多用于控制级，Asi、DeviceNet多用于设备层。
都是两个线，或四根线连接。。。发送数据的格式 不一样而已。呵呵
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> FF现场总线解读
FF现场总线解读
FF现场总线基金会是由WORLDFIP NA（北美部分，不包括欧洲）和ISP Foundation于1994年6月联合成立的，它是一个国际性的组织，其目标是建立单一的、开放的、可互操作的现场总线国际标准。
时间: 16:26 来源:物联网在线 作者:IOTer 点击:次
FF基金会是由WORLDFIP NA（北美部分，不包括欧洲）和ISP Foundation于1994年6月联合成立的，它是一个国际性的组织，其目标是建立单一的、开放的、可互操作的现场总线国际标准。这个组织给予了IEC现场总线标准起草工作组以强大的支持。这个组织目前有l00多成员单位，包括了全世界主要的过程控制产品及系统的生产公司。
1997年4月这个组织在中国成立了中国仪协现场总线专业委员会（CFC）。致力于这项技术在中国的推广应用。FF成立的时间比较晚，在推出自己的产品和把这项技术完整地应用到工程上相对于PROFIBUS和WORLDFIP要晚。但是正由于FF是1992年9月成立的，是以Fisher Rosemount公司为核心的ISP（可互操作系统协议）与WORLDFIP NA两大组织合并而成的，因此这个组织具有相当实力：目前FF在IEC现场总线标准的制订过程中起着举足轻重的作用。
现场总线基金会自成立以来，经过十年的发展，已经形成了一个开放的、全数字化的工业通信系统，并在上世纪末开始进入中国市场，推动了中国的工业技术进步，并开始了大型全区域系统集成的应用。一个开放式的总线协议，很重要的一点就是有多少设备支持这个协议。否则，这个协议的开放性就没有意义了。
在无线和远程I/O管理方面，现场总线基金会发布了基金会远程运营管理初步规范。新的技术规范是基金会面向无线和远程I/O进行远程运营管理解决方案的一部分，面向远程运营管理设备定义了代表基金会HART设备的现场总线变送器模块。该模块可以显示有线HART及无线HART设备。
此外，该规范还描述了通过基金会高速以太网（HSE）传输基本HART命令协议接触HART设备进行配置和的理想方法。规范也对在连接基金会远程运营管理设备的有线多触点网络和无线HART网络中识别和维护HART设备状态的结构进行了定义。
&新的变送器模块规范将会使那些需要将HART和无线HART设备连入基金会现场总线、提升其与控制系统或者基金会设备的最终用户受益，&现场总线基金会技术开发总监Dave Glanzer说道：&他们可能会需要对资产管理采用一种网络化的方法，连接大量的HART和无线HART设备，进行配置和维护。&
在现场总线基金会架构内部，H1和HSE可以提供分布式功能模块的能力，与HSE一起形成容量更大的通道，加快数据传输和传输量。基金会远程运营管理的开发，为有线及无线HSE主干网络建立了一个开放式、非专利性的规范，可以通过接口将不同的基金会远程运营管理设备和无线现场设备网络进行集成。
使用高速HSE连接，可以高效的将模块化的数字和模拟现场I/O设备大幅度集中到控制室当中。通过使用诸如智能远程终端单元（）这类HSE设备功能，这项技术可以将各种形式的传统I/O轻而易举的融入到自然的现场总线环境当中。这一解决方案在同一个以太网络上可以同时支持数字输入、数字输出、模拟输入、模拟输出和H1现场总线。&&&
(责任编辑：zxh007)
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