現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統的構成與特點(diǎn)

現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統的構成與特點(diǎn) 摘要：文中闡述了現場(chǎng)總線(xiàn)的主要產(chǎn)品及其控制系統的結構和特點(diǎn)，針對網(wǎng)絡(luò )拓撲結構論述網(wǎng)絡(luò )傳輸的物理介質(zhì)及網(wǎng)絡(luò )協(xié)議。 關(guān)鍵詞：現場(chǎng)總線(xiàn) 控制系統 網(wǎng)絡(luò )拓撲 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 現場(chǎng)總線(xiàn)的技術(shù)基礎是一種全數字化、雙向、多站的通信系統，是應用于各種計算機控制領(lǐng)域的工業(yè)總線(xiàn)，因現場(chǎng)總線(xiàn)潛在著(zhù)巨大的商機，世界范圍內的各大公司投入相當大的人力、物力、財力來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。當今現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)一直是國際上各大公司激烈競爭的領(lǐng)域，由于現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的不斷創(chuàng )新，過(guò)程控制系統由第四代的DCS發(fā)展至今的FCS（Fieldbus Control System）系統,已被稱(chēng)為第五代過(guò)程控制系統。而FCS和DCS的真正區別在于其現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)�，F場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)以數字信號取代模擬信號，在3C（Computer計算機、Control控制、Commcenication通信）技術(shù)的基礎上，大量現場(chǎng)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場(chǎng)設備。由于國際上各大公司在現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)這一領(lǐng)域的競爭，仍未形成一個(gè)統一的標準，目前，在現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)都是遵守OSI參考模型。 現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統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，現場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛應用于汽車(chē)、造紙、紡織、煙草、機械、石油化工、電力、樓宇自控等各個(gè)控制領(lǐng)域�，F場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)由于其巨大的技術(shù)優(yōu)勢，被認為是工業(yè)控制發(fā)展的必然趨勢，將逐步取代傳統的PLC點(diǎn)對點(diǎn)接線(xiàn)的控制方法。 2.現場(chǎng)總線(xiàn)的主要產(chǎn)品 連接于總線(xiàn)上的產(chǎn)品，可以分為有源和無(wú)源兩大類(lèi)。 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、調整信號或者兼而有之。 有源產(chǎn)品包括以下部件： 　 2.1.1節點(diǎn)（Node）；總線(xiàn)上可以編址的設備。 2.1.2總線(xiàn)模塊(Bus Modulea)；任何形式的現場(chǎng)節點(diǎn)，可以使用端子或接插件連接傳感器、閥門(mén)、按鈕等各種現場(chǎng)裝置。
2.1.3網(wǎng)關(guān)（Gateway）；一種特殊的節點(diǎn)，用于兩面種不同的總線(xiàn)之間的信號和數據變換。
2.1.4放大器；一種用于實(shí)時(shí)（加強）信號，以精確復制原始信號。連接同一總線(xiàn)的兩部分，解決通訊信號在通訊線(xiàn)上由于電氣損耗而造成的衰減。當信號變弱而不變形時(shí)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(xiàn)的兩端，當信號變弱或變形時(shí)可以使用中繼器。
2.1.6.橋（Bgridge）；有兩類(lèi)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，當通訊的源地址和目的地址位于不同總線(xiàn)段時(shí)，用于重復兩個(gè)段間的數據。橋必須被編程設定地址和相關(guān)的段。當橋讀地址時(shí)，要有幾個(gè)位的等待時(shí)間。橋可以應用于設備級總線(xiàn)，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(lèi)產(chǎn)品很少應用于設備級總線(xiàn)。
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(xiàn)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到設備及總線(xiàn)的接口。
2.2無(wú)源總線(xiàn)產(chǎn)品 無(wú)源總線(xiàn)產(chǎn)品包括：
2.2.1T型分支（Tee）；用于產(chǎn)生總線(xiàn)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(xiàn)的始端和末端的電阻，用于穩定和調整信號。
2.2.4總線(xiàn)電纜（Busline）；連接節點(diǎn)，傳送數據的各種電纜。 3.現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統的結構及其特點(diǎn) 國際電工協(xié)會(huì )（IEC）的SP50委員會(huì )對現場(chǎng)總線(xiàn)有以下三點(diǎn)要求：同一數據鏈路上過(guò)程控制單元（PCU）、 PLC等與數字1/ O設備互連；現場(chǎng)總線(xiàn)控制器可對總線(xiàn)上的多個(gè)操作站、傳感器及執行機構等進(jìn)行數據存��；通信媒體安裝費用較低�，F場(chǎng)總線(xiàn)是一種串行的數字數據通訊鏈路，它溝通了生產(chǎn)過(guò)程領(lǐng)域的基本控制設備（即現場(chǎng)級設備）與更高層次自動(dòng)控制領(lǐng)域的自動(dòng)化控制設備（即車(chē)間級設備）之間的聯(lián)系�，F場(chǎng)總線(xiàn)控制系統主要包括一些實(shí)際應用的設備，如PLC、掃描器、電源、輸入輸出站、終端電阻等。其它系統也可以包括變頻器、智能儀表、人機界面等。 系統中的主控器（Host）可以是PLC或PC，通過(guò)總線(xiàn)接口對整個(gè)系統進(jìn)行管理和控制。其總線(xiàn)接口，有時(shí)可以稱(chēng)為掃描器�？梢允欠謩e的卡件，也可以集成于PLC中�？偩�(xiàn)接口作為網(wǎng)絡(luò )管理器和作為主控器到總線(xiàn)的網(wǎng)關(guān)，管理來(lái)自總線(xiàn)節點(diǎn)的信息報告，并且轉換為主控器能夠讀懂的某種數據格式傳送到主控器�？偩�(xiàn)接口的缺省地址通常設為"0"電源，是網(wǎng)絡(luò )上每個(gè)節點(diǎn)傳輸和接收信息所必須的。通常輸入通道與內部芯片所用電源為同一個(gè)電源，習慣稱(chēng)為總線(xiàn)電源。而輸出通道使用獨立的電源，稱(chēng)為輔助電源。

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