现场总线技术及其应用研究论文.doc

目录1现场总线技术概述61.1现场总线的定义：61.2现场总线技术产生的意义61.3现场总线技术的发展现状与展望61.3.1现场总线技术的发展现状61.3.2现场总线技术的应用展望82现场总线的种类92.1基金会现场总线92.2LonWorks92.3Profibus102.4CAN112.5HART112.6RS-485123各种现场总线的特点和应用领域133.1PROFIBUS现场总线134.现场总线控制系统的发展154.1现场总线控制系统体系结构154.2自动控制领域的发展过程154.2.1第一代过程控制体系154.2.2第二代过程控制体系154.2.3第三代过程控制体系154.2.4第四代过程控制体系164.2.5第五代过程控制体系164.3现场总线协议控制器164.4智能化配电系统164.5现场总线崛起的过程174.6现场总线的技术基础174.7多现场总线技术174.8现场总线的技术特点194.8.1系统的开放性194.8.2互可操作性与互用性194.8.3现场设备的智能化与功能自治性194.8.4系统结构的高度分散性194.8.5对现场环境的适应性194.9现场总线控制系统与其他控制系统的比较204.9.1模拟仪表控制系统204.9.2集中式数字控制系统214.9.3集散控制系统（DCS）214.9.4现场总线控制系统（FCS）215现场总线技术的优势225.1现场总线的优点225.1.1节省硬件数量与投资225.1.2节省安装费用225.1.3节省维护开销225.1.4用户具有高度的系统集成主动权225.1.5提高了系统的准确性与可靠性235.2现场总线系统与传统的DCS相比具有以下技术特点和优势。245.2.1全数字通信245.2.2控制分散245.2.3开放性、互操作性245.2.4多分支结构255.2.5现场设备状态可控255.2.6降低了系统及工程成本255.3基于现场总线的自动化监控及信息集成系统主要优点255.3.1增强了现场级信息集成能力255.3.2开放式、互操作性、互换性、可集成性255.3.3系统可靠性高、可维护性好265.3.4降低了系统及工程成本266现场总线的发展趋势276.1现场总线的发展不会被计算机通信技术取代276.1.1现场总线与一般计算机通信在功能上的不同276.1.2现场总线与一般计算机通信在要求上的不同276.1.3现场总线与一般计算机通信在结构上的不同286.2国内现场总线的发展趋势297工业以太网317.1前言317.2工业以太网的研究现状317.2.1以太网集线器317.2.2在以太网的协议中加入实时功能327.2.3工业以太网的研究课题327.3工业以太网的应用实例327.4现场总线与工业以太网的区别338结束语33现场总线技术及其应用研究中文摘要:现场总线技术自70年代诞生至今由于它在多方面的优越性得到大范围的推广导致了自动控制领域的一场革命。本文从多个方面介绍了现场总线技术的种类、现状、应用领域及前景。现场总线FF（FieldBus）的概念起源于70年代当时主要考虑将操作室的现场信号和到控制仪器的控制信号由一组总线以数字信号形式传送不必每个信号都用一组信号线。随着仪表智能化和通讯数字化技术的发展数字通信网络延伸到工业过程现场成为可能由全数字现场控制系统代替数字与模拟分散型控制系统已成为工业化控制系统发展的必然趋势。现场总线已经发展成为集计算机网络、通信技术、现场控制、生产管理等内容为一体的现场总线控制系统FCS（Field-busControlSystem）。它将通信线一直延伸到生产现场生产设备用于过程和制造自动化的现场设备或现场仪表互连的现场通信网络将传统的DCS三层网络结构变成两层网络结构降低了成本提高了可靠性实现了控制管理一体化的结构体系。Englishsummary:Fieldbustechnologysincethe70birthdatebecauseofitssuperiorityinmanywaystogetawiderangeofpromotionledtoarevolutioninthefieldofautomaticcontrol.Thisarticledescribesseveralaspectsofthetypesoffieldbustechnologystatusapplicationsandprospects.FieldbusFF(FieldBus)conceptoriginatedinthe70'sthemaincons