预览加载中,请您耐心等待几秒...
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10

亲,该文档总共106页,到这已经超出免费预览范围,如果喜欢就直接下载吧~

如果您无法下载资料,请参考说明:

1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开

1.什么是现场总线2.现场总线的由来由于模拟信号的传递需要一对一的物理连接,信号变化缓慢,提高计算速度与精度的开销、难度都较大,信号传输的抗干扰能力也较差,人们开始寻求用数字信号取代模拟信号,出现了直接数字控制。 但是,在DCS系统形成的过程中,由于受计算机系统早期存在的系统封闭这一缺陷的影响,各厂家的产品自成系统,不同厂家的设备不能互连在一起,难以实现互换与互操作,组成更大范围信息共享的网络系统存在很多困难。 新型的现场总线控制系统则突破了DCS系统中通信由专用网络的封闭系统来实现所造成的缺陷,把基于封闭、专用的解决方案变成了基于公开化、标准化的解决方案,即可以把来自不同厂商而遵守同一协议规范的自动化设备,通过现场总线网络连接成系统,实现综合自动化的各种功能; 同时把DCS集中与分散相结合的集散系统结构,变成了新型全分布式结构,把控制功能彻底下放到现场,依靠现场智能设备本身便可实现基本控制功能。 智能仪表为现场总线的出现奠定了基础伴随着控制系统结构与测控仪表的更新换代,系统的功能、性能也在不断完善与发展,图4-1为各阶段测控仪表能力指数示意图。它表明,测量控制系统从早期基地式模拟仪表只能实现单点、单控制回路的测控功能开始,逐渐发展到按装置或过程的多回路、多变量集中监控,整个装置或车间的优化控制,以致实现生产过程的控制与管理一体化。 每一代更新都带来能力指数的跃变,同时随着工具与功能开发的不断完善,每一代系统的测控能力指数会按各自的增长速率不断升高,为生产过程的控制与管理提供更为完善的服务,带来更大的经济效益。这里,图4-1中对能力指数的描述在数值上并不精确,不过是一种示意性的表达而已。 使用现场总线PROFIBUSPA的经济优势:与使用传统的4-20mA模拟信号系统比较4几种有影响的现场总线技术(1)基金会现场总线 H1的传输速率为31.25kbps,通信距离可达1900m(可加中继器延长),可支持总线供电,支持本质安全防爆环境。 H2的传输速率可为1Mbps和2.5Mbps两种,其通信距离分别为750m和500m。物理传输介质可支持双绞线、光缆和无线发射,协议符合IECll58—2标准。 其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码。 本质安全型电气设备的原理:基金会现场总线的主要技术内容,包括: FF通信协议; 用于完成开放互连模型中第2~7层通信协议的通信栈(CommunicationStack); 用于描述设备特征、参数、属性及操作接口的DDL设备描述语言、设备描述字典; 用于实现测量、控制、工程量转换等应用功能的功能块、实现系统组态、调度、管理等功能的系统软件技术; 以及构筑集成自动化系统、网络系统的系统集成技术。(2)LonWorks集成芯片中有3个8位CPU,一个用于完成开放互连模型中第1和第2层的功能,称为媒体访问控制处理器,实现介质访问的控制与处理。 第二个用于完成第3~6层的功能,称为网络处理器,进行网络变量的寻址、处理、背景诊断、路径选择、软件计时、网络管理,并负责网络通信控制,收发数据包等。 第三个是应用处理器,执行操作系统服务与用户代码。芯片中还具有存储信息缓冲区,以实现CPU之间的信息传递,并作为网络缓冲区和应用缓冲区。 (3)PROFIBUS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。 它采用了OSI模型的物理层、数据链路层。FMS还采用了应用层。 传输速率为9,6kbps~12Mbps,最大传输距离在12Mbps时为lOOm,1.5Mhps时为400m,可用中继器延长至10km。其传输介质可以是双绞线,也可以是光缆。最多可挂接127个站点。可实现总线供电与本质安全防爆。 (4)CAN(5)HART它规定了一系列命令,按命令方式工作。它有三类命令: 第一类称为通用命令,这是所有设备都理解、执行的命令; 第二类称为一般行为命令,所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现,这类命令包括最常用的现场设备的功能库; 第三类称为特殊设备命令,以便在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令的公司所独有。 在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。5控制器局域网总线CAN CAN为多主方式工作,网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息,而不分主从,通信方式灵活,且无需站地址等节点信息。利用这一特点可方便地构成多机备份系统。 CAN网络上的节点信息分成不同的优先级,可满足不同的实时要求,高优先级的数据最多可在134ms内得到传输。CAN采用非破坏性总线仲裁技术,当多个节点同时向总线发送信息时,优先级较低的节点会主动地退出发送,而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据,从而大大节省了总线冲突仲裁时间。 CA