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摘要:文中阐述了现场总线的主要产品及其控制系统的结构和特点,针对网络拓扑结构论述网络传输的物理介质及网络协议。关键字:现场总线控制系统网络拓扑网络协议FieldbusControlSystemConstituteandCharacteristic[Abstract:Thispaperintro论文网ducingthefieldbusmostlymanufactureandcontrolsystemframeandcharacteristic,bedeadagainstmeshworktopologyframediscussmeshworktransmissionphysicsmediumandmeshworkagreeon。[KeyWords:fieldbuscontrolsystemmeshworktopologymeshworkagreeon1。概述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,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。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(FieldbusControlSystem)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。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,在现场总线网络互联都是遵守OSI参考模型。现场总线控制系统是从八十年代中期发展起来的。经历了十几年的时间,现场总线控制技术已经被广泛应用于汽车。造纸。纺织。烟草。机械。石油化工。电力。楼宇自控等各个控制领域。现场总线控制技术由于其巨大的技术优势,被认为是工业控制发展的必然趋势,将逐步取代传统的PLC点对点接线的控制方法。2。现场总线的主要产品连接于总线上的产品,可以分为有源和无源两大类。2。1。有源产品有源产品可以产生通讯信号。响应信号。调整信号或者兼而有之。有源产品包括以下部件:2。1。1节点(Node);总线上可以编址的设备。2。1。2总线模块(BusModulea);任何形式的现场节点,可以使用端子或接插件连接传感器。阀门。按钮等各种现场装置。

2。1。3网关(Gateway);一种特殊的节点,用于两面种不同的总线之间的信号和数据变换。

2。1。4放大器;一种用于实时(加强)信号,以精确复制原始信号。连接同一总线的两部分,解决通讯信号在通讯线上由于电气损耗而造成的衰减。当信号变弱而不变形时可以使用放大器。

2。1。5中继器(Repeater);用于加强信号,产生不变形的新信号。连接同一总线的两端,当信号变弱或变形时可以使用中继器。

2。1。6。桥(Bgridge);有两类桥。一种是用于连接同一种协议,不同传输速度的两个段。另一种是一种智能的中继器,当通讯的源地址和目的地址位于不同总线段时,用于重复两个段间的数据。桥必须被编程设定地址和相关的段。当桥读地址时,要有几个位的等待时间。桥可以应用于设备级总线,但应用并不普遍。

2。1。7路由器(Router);用于广域网的高等级桥。这类产品很少应用于设备级总线。

2。1。8有源多端口分接器(Activehub)多端口中继器或放大器,以增加总线的分支能力。

2。1。9接口卡。接口模块(Interfacecard,interfacemodule);指网关的常用术语,作为PLC或PC到设备及总线的接口。

2。2无源总线产品无源总线产品包括:

2。2。1T型分支(Tee);用于产生总线上的一路分支。

2。2。2无源多端口分接器(Passivehub);多端口T型分支。

2。2。3终端电阻(TerminatingResistor);安装在总线的始端和末端的电阻,用于稳定和调整信号。

2。2。4总线电缆(Busline);连接节点,传送数据的各种电缆。3。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须的。通常输入通道与内部芯片所用电源为同一个电源,习惯称为总线电源。而输出通道使用独立的电源,称为辅助电源。

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