現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)

現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn) 摘要：文中闡述了現(xiàn)場(chǎng)總線的主要產(chǎn)品及其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)論述網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奈锢斫橘|(zhì)及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 關(guān)鍵詞：現(xiàn)場(chǎng)總線 控制系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?網(wǎng)絡(luò)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(chǎng)總線的技術(shù)基礎(chǔ)是一種全數(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)，是應(yīng)用于各種計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域的工業(yè)總線，因現(xiàn)場(chǎng)總線潛在著巨大的商機(jī)，世界范圍內(nèi)的各大公司投入相當(dāng)大的人力、物力、財(cái)力來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。當(dāng)今現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)一直是國(guó)際上各大公司激烈競(jìng)爭(zhēng)的領(lǐng)域，由于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的不斷創(chuàng)新，過(guò)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(guò)程控制系統(tǒng)。而FCS和DCS的真正區(qū)別在于其現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)以數(shù)字信號(hào)取代模擬信號(hào)，在3C（Computer計(jì)算機(jī)、Control控制、Commcenication通信）技術(shù)的基礎(chǔ)上，大量現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)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(chǎng)設(shè)備。由于國(guó)際上各大公司在現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)這一領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)，仍未形成一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，目前，在現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)都是遵守OSI參考模型。 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是從八十年代中期發(fā)展起來(lái)的。經(jīng)歷了十幾年的時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、造紙、紡織、煙草、機(jī)械、石油化工、電力、樓宇自控等各個(gè)控制領(lǐng)域�，F(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)由于其巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是工業(yè)控制發(fā)展的必然趨勢(shì)，將逐步取代傳統(tǒng)的PLC點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接線的控制方法。 2.現(xiàn)場(chǎng)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(wú)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(hào)、響應(yīng)信號(hào)、調(diào)整信號(hào)或者兼而有之。 有源產(chǎn)品包括以下部件： 　 2.1.1節(jié)點(diǎn)（Node）；總線上可以編址的設(shè)備。 2.1.2總線模塊(Bus Modulea)；任何形式的現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)，可以使用端子或接插件連接傳感器、閥門(mén)、按鈕等各種現(xiàn)場(chǎng)裝置。
2.1.3網(wǎng)關(guān)（Gateway）；一種特殊的節(jié)點(diǎn)，用于兩面種不同的總線之間的信號(hào)和數(shù)據(jù)變換。
2.1.4放大器；一種用于實(shí)時(shí)（加強(qiáng)）信號(hào)，以精確復(fù)制原始信號(hào)。連接同一總線的兩部分，解決通訊信號(hào)在通訊線上由于電氣損耗而造成的衰減。當(dāng)信號(hào)變?nèi)醵�不變形時(shí)可以使用放大器。
2.1.5中繼器（Repeater）；用于加強(qiáng)信號(hào)，產(chǎn)生不變形的新信號(hào)。連接同一總線的兩端，當(dāng)信號(hào)變?nèi)趸蜃冃螘r(shí)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(gè)段。另一種是一種智能的中繼器，當(dāng)通訊的源地址和目的地址位于不同總線段時(shí)，用于重復(fù)兩個(gè)段間的數(shù)據(jù)。橋必須被編程設(shè)定地址和相關(guān)的段。當(dāng)橋讀地址時(shí)，要有幾個(gè)位的等待時(shí)間。橋可以應(yīng)用于設(shè)備級(jí)總線，但應(yīng)用并不普遍。
2.1.7路由器（Router）；用于廣域網(wǎng)的高等級(jí)橋。這類產(chǎn)品很少應(yīng)用于設(shè)備級(jí)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(guān)的常用術(shù)語(yǔ)，作為PLC或PC到設(shè)備及總線的接口。
2.2無(wú)源總線產(chǎn)品 無(wú)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(wú)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(hào)。
2.2.4總線電纜（Busline）；連接節(jié)點(diǎn)，傳送數(shù)據(jù)的各種電纜。 3.現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn) 國(guó)際電工協(xié)會(huì)（IEC）的SP50委員會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線有以下三點(diǎn)要求：同一數(shù)據(jù)鏈路上過(guò)程控制單元（PCU）、 PLC等與數(shù)字1/ O設(shè)備互連；現(xiàn)場(chǎng)總線控制器可對(duì)總線上的多個(gè)操作站、傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等進(jìn)行數(shù)據(jù)存��；通信媒體安裝費(fèi)用較低。現(xiàn)場(chǎng)總線是一種串行的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通訊鏈路，它溝通了生產(chǎn)過(guò)程領(lǐng)域的基本控制設(shè)備（即現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備）與更高層次自動(dòng)控制領(lǐng)域的自動(dòng)化控制設(shè)備（即車(chē)間級(jí)設(shè)備）之間的聯(lián)系�，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)主要包括一些實(shí)際應(yīng)用的設(shè)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(jī)界面等。 系統(tǒng)中的主控器（Host）可以是PLC或PC，通過(guò)總線接口對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制。其總線接口，有時(shí)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(luò)管理器和作為主控器到總線的網(wǎng)關(guān)，管理來(lái)自總線節(jié)點(diǎn)的信息報(bào)告，并且轉(zhuǎn)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(shè)為"0"電源，是網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)節(jié)點(diǎn)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(gè)電源，習(xí)慣稱為總線電源。而輸出通道使用獨(dú)立的電源，稱為輔助電源。

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