现场总线技术文献综述
PROFIBUS现场总线技术综述
PROFIBUS现场总线技术综述1 前言20世纪80年代中期，现场总线在要实现整个企业的信息集成、要实施综合自动化这一实际需求的驱动下应运而生，它作为现场设备之间互联的控制网络，沟通了生产过程控制设备之间及其更高控制管理网络之间的联系，为彻底打破由于设备之间采用传统的一对一连线，用电压、电流的模拟信号进行测量控制等难以实现设备之间以及系统与外界的信息交换的现状创造了条件。
随着科学技术的发展，PROFIBUS总线技术应运而生，并构成企业网络的基础[1-2]。
图1 PROFIBUS系统组成部分结构图2 PROFIBUS概述PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准，并且是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术，广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。
PROFIBUS有PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS等3个兼容部分组成，可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案[3-5]。
3 PROFIBUS的组成PROFIBUS系统主要由三部分组成，如图1所示。
3.1 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP用于现场层的高速数据传送，主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。
总线循环时间必须要比主站（PLC）程序循环时间短。
除周期性用户数据传输外，PROFIBUS-DP还提供智能化设备所需的非周期性通信已进行组态、诊断和报警处理。
PROFIBUS-DP的基本特性：（1）PROFIBUS-DP允许构成单主站或多主站系统。
（2）DPM1和相关DP从站之间的用户数据传输是由DPM1按照确定的递归顺序自动进行的。
（3）除主-从功能外，PROFIBUS-DP允许主-主之间的数据通信，这些功能使组态和诊断设备通过总线对系统进行组态。
现场总线综述
第1章现场总线概述随着控制技术，计算机技术，通信技术的发展，信息沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备到控制、管理的各个层次，覆盖从工段、车间、工厂、企业乃至世界各地的市场。
信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，全分布式网络集成化的自控系统正在形成。
现场总线(Field bus)就是顺应这一形势发展起来的新技术。
1.1 现场总线的产生背景在计算机数据传输领域内，长期以来使用RS-232和CCITT V.24通信标准，尽管它们被广泛地使用，但确是一种低数据速率和点对点的数据传输标准，无能力支持更高层次的计算机之间的功能操作。
同时，在复杂或大规模的应用（如工业现场控制或生产自动化领域）中需要使用大量的传感器、执行器和控制器等，它们通常分布在非常广的范围内，如果在最低层上采用传统星型拓扑结构，那么安装成本和介质造价都将非常高昂；采用流行的LAN组件及环型或总线型拓扑结构，虽然可以减少电缆长度，但是增加的LAN介质及相关硬件和软件又使其系统造价与星型系统相差无几。
所以在最低层次上的确需要设计出一种造价低廉而又能经受工业现场环境的通信系统，现场总线(Fieldbus)就是在这种背景下产生的。
1.2 现场总线的定义现场总线(Fieldbus)是用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互连的通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。
现场总线的节点是现场设备或现场仪表，如传感器、变送器、执行器和编程器等。
但不是传统的单功能的现场仪表，而是具有综合功能的智能仪表，例如，温度变送器不仅具有温度信号变换和补偿功能，而且具有PID控制和运算功能；调节阀的基本功能是信号驱动和执行，另外还有输出特性补偿、自校验和自诊断功能。
现场设备具有互换性和互操作性，采用总线供电，具有本质安全性。
现场总线不单单是一种通信技术，也不仅仅是用数字仪表代替模拟仪表，关键是用新一代的现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System)代替传统的集散控制系统DCS(Distributed Control System)，实现现场通信网络与控制系统的集成。
profibus现场总线论文
PROFIBUS现场总线摘要：现场总线技术是’" 20世纪"80年代兴起的一种集控制技术、仪表技术和计算机网络技术为一体的先进的工业控制技术。
这其中PROFIBUS现场总线是目前较为流行的五种现场总线中较为有仪表性的一种。
文中介绍了PROFIBUS现场总线的由来、构成、特性及其优点，展望了其未来的发展趋势。
1现场总线技术的产生早在20世纪80 年代中期，国外就提出了现场总线，但研究工作进展缓慢，且没有国际标准可以遵循。
直到1984 年，美国仪表协会（ISA）下属的标准与实施组工作中的ISA/SP50 开始制订现场总线的标准。
1985 年国际电工委员会决定由Proway Working group 负责现场总线体系结构与标准的研究工作。
1986 年德国开始制订过程现场总线（process field-bus）标准，简称PROFIBUS，由此拉开了现场总线标准制订和产品开发的序幕.2PROFIBUS的协议结构PROF IBUS协议结构是根据IS07498国际标准、以开放式系统互联网络作为参考模型的。
该模型共有7层.PROF IBUS - DP定义了第1、2层和用户接口, 3到7层未加描述,这种流体型结构确保了数据传输的快速和有效。
直接数据链路映像提供易于进入第2层的用户数据。
用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能,并详细说明了各种不同PROF IBUS - DP设备的设备行为。
PROF IBUS - FMS定义了1、2、7层,应用层包括现场总线信息规范和低层接口。
FMS包括了应用协议并向用户提供可广泛选用的强有力的通信服务。
LL I协调不同的通信关系并提供不依赖设备的第2层访问接口。
第2层现场总线数据链路可完成总线访问控制和数据的可靠性[ 9 ]PROF IBUS - PA PA 的数据传输采用扩展的PROF IBUS - PA PA 的数据传输采用扩展的行为的PA 行规。
现场总线技术论文
总线技术论文1．引言1.1 计算机自动控制系统急速发展的今天，特别是考虑到现场总线已经普遍地渗透到自动控制的各个领域的现实，现场总线必将成为电工自动控制领域主要的发展方向之一。
现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域；并且国外大公司已经在大力拓展中国市场，发展我国的现场总线产品已经刻不容缓。
现场总线对自动化技术的影响意义深远。
当今可以认为现场总线是提高自动化系统整体水平的基础技术，对国民经济影响重大。
因此，要在自动化领域中推广应用和发展现场总线。
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。
现场总线是现场仪表与控制室系统之间的一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统，主要用于工厂低层设备(传感器及传动装置等)的数据通信。
现场总线已不仅仅是一个新技术领域或新技术问题，在研究它的同时，我们发现它已经改变了我们的观念；如何去看待现场总线，要比研究它的技术细节更为重要。
1.2 现场总线结构模型现场总线的模型结构在低层(1、2层)是基本相同的，在上层各现场总线之间的功能有所不同。
IEC定义为3层，即采用ISO (国际标准化组织) 的OSI所规定的7层中的3层，分别为物理层、链路层、应用层。
ISA/ SP50委员会增加了用户层，因此现场总线模型已统一为4层，即物理层、链路层、应用层和用户层。
1.3 现场总线主要特点1) 系统可靠性高；2) 实现开放式互连网络；3) 安装与接线费用低；4) 调节性能提高；5) 系统组态简单。
1.4现场总线是一场技术革命现场总线带来了观念的变化，我们以往开发新产品，往往只注意产品本身的性能指标，对于新产品与其它相关产品的关联就考虑比较少一点。
现场总线论文
测控技术与测控网络系统学科设计（论文）题目：现场总线技术及其应用——CAN总线学生姓名：学号：专业班级：指导教师：年月日一、摘要在当今信息化，网络化新科技时代，网络测控技术已被广泛地应用于工业产品生产、自动控制、科学研究等方面，而且在工业、农业、家庭、医学、军事和空间科学技术等领域也发挥出它的强大功能。
而现场总线技术的不断进步不仅代表了测控技术的快速发展，同时也带动了各个领域向着更高一层的自动化、网络化、智能化不断前进。
而控制器局域网总线CAN 的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。
由于其良好的性能及独特的设计,CAN总线越来越受到人们的重视，它在汽车领域上的应用是最广泛的。
CAN卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计，特别适合工业过程监控设备的互连，因此，越来越受到工业界的重视，并已公认为最有前途的现场总线之一。
本文以控制器局域网总线CAN为例，主要介绍了当今被广泛使用的CAN总线的基本原理，并通过诸多实例加以说明。
以空调为例构建了一个网络化的测控系统，为空调系统的发展提供一个实例。
最后又根据CAN总线的原理和功能总结了时下CAN总线的优缺点，同时根据CAN总线在实际生产生活中的应用情况对CAN总线的发展趋势做出了预测。
本文仅供读者参考。
关键词：网络化测控系统；控制器局域网总线CAN；工作原理；应用；优缺点；发展趋势；二、当前网络化测控系统的现状和发展趋势自跨入二十一世纪以来，信息化已成为了当今社会发展的趋势，全球都步入了一个信息化的时代。
而现代测控技术是集计算机技术、微电子技术、信息论、控制论、测量技术、传感技术等学科发展的产物，是这些学科在解决系统、设备、部件性能检测和故障诊断的技术问题中相结合的产物。
凡是需要进行性能测试和故障诊断的系统、设备、部件，均可以采用测控技术，它既适用于电系统也适用于非电系统。
电子设备的自动检测与机械设备的自动检测在基本原理上是一样的，均采用计算机/微处理器作控制器通过测试软件完成对性能数据的采集、变换、处理、显示/告警等操作程序，而达到对系统性能的测试和故障诊断的目的。
论文-现场总线概述
现场总线概述1 前言现场总线的技术基础是一种全数字化、双向、多站的通信系统，是应用于各种计算机控制领域的工业总线。
用现场总线将现场各控制器及仪表设备互连，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维护费用。
当今现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域，由于现场总线技术的不断创新，过程控制系统由第四代的DCS发展至今的FCS（Fieldbus Control System）系统，已被称为第五代过程控制系统。
而FCS和DCS的真正区别在于其现场总线技术。
现场总线技术以数字信号取代模拟信号，在3C（Computer计算机、Control控制、Commcenication 通信）技术的基础上，大量现场检测与控制信息就地采集、就地处理、就地使用，许多控制功能从控制室移至现场设备。
2 现场总线控制系统的结构及其特点国际电工协会（IEC）的SP50委员会对现场总线有以下三点要求：同一数据链路上过程控制单元（PCU）、PLC 等与数字1/ O设备互连；现场总线控制器可对总线上的多个操作站、传感器及执行机构等进行数据存取；通信媒体安装费用较低。
现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备（即现场级设备）与更高层次自动控制领域的自动化控制设备（即车间级设备）之间的联系。
现场总线控制系统主要包括一些实际应用的设备，如PLC、扫描器、电源、输入输出站、终端电阻等。
其它系统也可以包括变频器、智能仪表、人机界面等。
系统中的主控器（Host）可以是PLC或PC，通过总线接口对整个系统进行管理和控制。
其总线接口，有时可以称为扫描器。
可以是分别的卡件，也可以集成于PLC中。
总线接口作为网络管理器和作为主控器到总线的网关，管理来自总线节点的信息报告，并且转换为主控器能够读懂的某种数据格式传送到主控器。
总线接口的缺省地址通常设为“0”电源，是网络上每个节点传输和接收信息所必需的。
浅谈现场总线技术
鬈塑．苎凰．浅谈现场总线技术邹玉东(贞元(集团)有限责任公司，河南安阳455000)啃要】本文对现场总线进行了简要综述，介绍了FF、Profi bus等影响较大的现场总线的发展动态，论述了现场总线在中国的发展状况及未来现场总线应用的热点。
陕键闭现场总线；发展；应用1引言能在工业现场环境运行、能形成现场的底层网络并完成现场自动化设备之间的多点通信、造价低廉的现场总线控制系统，实质是一种开放的、具有互操作性的、彻底分散的分布式控制系统，已成为21世纪控制系统的主流2现场总线的发展现状现场总线国际标准I E C61158中采用了8种协议类型。
标准通过以来的几年中，现场总线技术的发展呈现出了以下特点。
21市场竞争更加激烈虽然标准已经制定了，但它包含的种类繁多，用户有了更多的选择，各种总线为了争取更多的用户，纷纷加强各自产品开发及市场开发，另外，没有成为国际标准的总线并未退出竞争，而是更加积极的参与竞争，扩大市场，例如：Lonw or ks总线、CC2L i nk总线。
22通信介质的使用趋于多祥化标准制定之前，采用电缆以外的传输介质的应用实例并不多，在现场总线标准通过后，采用电缆以外传输介质的应用实例逐渐增多，例如P r of i bus在无线网络中的应用，光纤媒介在CA N总线中的应用。
23网关产品的激增目前，在～个较大的工业控制系统中，采用不同种总线的产品已经非常普遍，为了更好的适应市场竞争，各公司纷纷推出了各种网关产品以实现自己生产的产品能够接入到其它网络中。
2．4各协泌组织的合作加强除了不断开发新的网关产品外，支持不同现场总线的大公司之间的联合也大大增强，如：A LS TO M公司加入FF(Founda“on Fi eI d—bus)，使得W or l dFI P与FF的联合性增强，I D A与Schnei der公司的联合在以太网上占有了一席之±也。
中小公司采取的策略是加入多总线组织，开发各种总线产品，使自己的公司获得更多的支持，从而达到左右逢源。
现场总线技术综述
LonWorks神经元芯片也具有独特的优势。LonWorks技术已
经被美国暖通工程师协会ASRE定为建筑自动化协议BACnet 的一个标准。根据刚刚收到的消息，美国消费电子制造商协
会已经通过决议，以LonWorks技术为基础制定了EIA-709标
准。 这样，LonWorks已经建立了一套从协议开发、芯片设
二、现场总线的优点
由于现场总线的以上特点，特别是现场总线系统结构的 简化，使控制系统的设计、安装、投运到正常生产运行及其 检修维护，都体现出优越性。 1、节省硬件数量与投资。由于现场总线系统中分散在 设备前端的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警和计 算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的控制 器、计算单元等，也不再需要DCS系统的信号调理、转换、 隔离技术等功能单元及其复杂接线，还可以用工控PC机作为
减少了设计、安装的工作量。据有关典型试验工程的测算资 料，可节约安装费用60%以上。
3、节省维护开销。由于现场控制设备具有自诊断与简
单故障处理的能力，并通过数字通讯将相关诊断维护信息送 往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信息，
以便早期分析故障原因并快速排除。缩短了维护停工时间，
同时由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工作量。
2、Lon Works
LonWorks是又一具有强劲实力的现场总线技术，它是
由美国Ecelon公司推出并由它们与摩托罗拉、东芝公司共同 倡导，于1990年正式公布而形成的。它采用了ISO/OSI模型 的全部七层通讯协议，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，通讯速率从300bps
3、现场设备的智能化与功能自治性。它将传感测量、 补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完 成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时 诊断设备的运行状态。 4、系统结构的高度分散性。由于现场设备本身已可完 成自动控制的基本功能，使得现场总线已构成一种新的全分 布式控制系统的体系结构。从根本上改变了现有DCS集中与 分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了 可靠性。 5、对现场环境的适应性。工作在现场设备前端，作为 工厂网络底层的现场总线，是专为在现场环境工作而设计 的，它可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电 力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现送电与 通信，并可满足本质安全防爆要求等。
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《现场总线技术》论文论文题目: 现场总线技术文献综述论文类型：文献综述姓名:学号:班级:2016 年 6 月 6 日摘要现场总线(Fieldbus)是指开放式、国际标准化、数字化、相互交换操作的双向传送、连接智能仪表和控制系统的通信网络。
它作为工厂数字通信网络的基础沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。
它不仅是一个基层网络而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。
这是一项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术是信息化带动工业化和工业化推动信息化的适用技术是能应用于各种计算机控制领域的工业总线因现场总线潜在着巨大的商机世界范围内的各大公司投入相当大的人力、物力、财力来进行开发研究[1]。
当今现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域由于现场总线技术的不断创新过程控制系统由第四代的DCS发展至今的FCS(Fieldbus Control System)系统已被称为第五代过程控制系统[2]。
而FCS 和DCS 的真别在于其现场总线技术。
现总线技术以数字信号取代模拟信号在3C(Computer 计算机、Control 控、Commcenication 通信)技术的基础上大量现场检测与控制信息就地采集、就地处理、就地使用许多控制功能从控制室移至现场设备。
由于国际上各大公司在现场总线技术这一领域的竞争仍未形成一个统一的标准目前现场总线网络互联都是遵守OSI 参考模型[3]。
由于现场总线以计算机、微电子、网络通讯技术为基础这一技术正在从根本上改变控制系统的理念和方法将极大地推动整个工业领域的技术进步对工业自动化系统的影响将是积极和深远的。
关键字CAN总线、LonWorks总线、FF总线AbstractFieldbus (Fieldbus) refers to open, international standardization, digital and mutual exchange operations two-way transmission, connecting intelligent instrument and control system of communication network. It as plant digital communication network, the basis of the production process communication between field and the control equipment with higher control management level and the contact between. It s not only a grass-roots network, but also a kind of open, new whole distribution control system. This is an intelligent sensing, control, computer, digital communication technology as the main contents of the comprehensive technology, is becoming an information based society impetus industrialization and the industrialization push the applicable technology, information can be applied to various computer control areas of industrial bus, because of fieldbus potential great opportunities, the worldwide each big companies invest considerable human, material nd financial resources to develop research [1]. Today's Fieldbus technology has been international companies competitive field, because of Fieldbus technology unceasing innovation, process Control System consists of the fourth generation since the DCS development of Fieldbus Control System (FCS) System, has been called the fifth generation process Control System [2]. But the real difference of DCS and FCS in the fieldbus technology. Now bus technology replaced with digital signal analog signals in 3C (Computer Control Control, Computer, Commcenication communication) technology, and on the basis of field test and Control information of in situ Set, in situ treatment and on-the-spot use, many control functions from the control room moved to site equipment. The big company because international in the fieldbus technology this field of competition, still not form an unified standards, currently fieldbus network interconnection abide by the OSI reference model [3].Because of fieldbus to computers, microelectronics, network communication technology as the foundation, this technology are fundamentally change control system concepts and methods, will greatly promote the whole industry to progress of technology, industrial automation system, the effect will be positive and far-reaching.Key word: thecan bus, LonWorks fieldbus, FF bus现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行数字式多点双向通信的数据总线。
现场总线技术自70年代诞生至今由于它在减少系统线缆简化系统安装、维护和管理降低系统的投资和运行成本增强系统性能等方面的优越性引起人们的广泛注意得到大范围的推广导致了自动控制领域的一场革命。
现场总线技术近年迅速发展目前有FF(现场总线基金会)、Profibus过程现场总线、LonWorks局部操作网络、CAN控制局域网络、HART可寻址远程传感器数据通路等LonWorks 已经广泛的应用得到包括IBM 、Honeywell 、ABB等大公司在内的2500家生产厂家的支持占领了约1/3的楼宇自动化市场已成为美国空调暖通工程师协会ASHRAE的楼宇自动化的标准。
随着计算机技术及应用的发展现场总线技术不断向数字化、微型化、分散化、个性化、专用化发展工业控制机系统向网络化、集成化、综合化、智能化方向发展随着信息化带动工业化工业化促进信息化的进展企业信息化、社区信息化、家庭信息化的发展现场总线技术的市场不断扩大前景宽广。
国内外发展状况。
1984年美国Inter公司提出一种计算机分布式控制系统-位总线BITBUS它主要是将低速的面向过程的输入输出通道与高速的计算机总线多MULTIBUS分离形成了现场总线的最初概念。
80年代中期美国Rosemount 公司开发了一种可寻址的远程传感器HAR通信协议。
采用在420mA模拟量叠加了一种频率信号用双绞线实现数字信号传输。
HART协议已是现场总线的雏形。
1985年由Honeywell和Bailey等大公司发起成立了World FIP制定了FIP协议。
1987年以Siemens Rosemount横河等几家著名公司为首也成立了一个专门委员会互操作系统协议ISP并制定了PROFIBUS协议。
后来美国仪器仪表学会。
也制定了现场总线标准IEC/ISA SP50。
随着时间的推移世界逐渐形成了两个针锋相对的互竞争的现场总线集团一个是以Siemens、Rosemount,横河为首的ISP集团另一个是由Honeywell、Bailey等公司牵头的WorldFIP集团。
1994年两大集团宣布合并融合成现场总线基金会Fieldbus Foundation简称FF。
对于现场总线的技术发展和制定标准基金委员会取得以下共识共同制定遵循IEC/ISA SP50协议标准商定现场总线技术发展阶段时间表。
CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的并最终成为国际标准ISO118?8。
是国际上应用最广泛的现场总线之一。
在北美和西欧CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。
近年来其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境CAN 是Controller Area Network 的缩写以下称为CAN是ISO国际标准化的串行通信协议。
当前的汽车产业中出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求各种各样的电子控制系统被开发了出来。