現場匯流排技術pdf

❶ 現場匯流排技術主要特點是什麼

1．數字式通信方式取代設備級的模擬量（如4-20mA,0-5V等信號）和開關量信號；
2．在車間級與設備級通信的數字化網路；
3．現場匯流排是工廠自動化過程中現場級通信的一次數字化革命；
4．現場匯流排使自控系統與設備加入工廠信息網路，成為企業信息網路底層。使企業信息溝通的覆蓋范圍一直延伸到生產現場；
5．在CIMS系統中，現場匯流排是工廠計算機網路到現場級設備的延伸，是支撐現場級與車間級信息集成的技術基礎。
現場匯流排是工業控制系統的新型通訊標准，是基於現場匯流排的低成本自動化系統技術。現場匯流排技術的採用將帶來工業控制系統技術的革命。採用現場匯流排技術可以促進現場儀表的智能化、控制功能分散化、控制系統開放化，符合工業控制系統領域的技術發展趨勢。
作為連接生產現場的儀表、控制器等自動化裝置的通訊網路，現場匯流排是九十年代在國際興起的新一代全分布式控制系統的核心技術。伴隨著數字化時代的來臨，現場匯流排控制系統(Fieldbus Control System, FCS)必將成為工業自動化的主流。
現場匯流排控制系統有如下優點：
全數字化
將企業管理與生產自動化有機結合一直是工業界夢寐以求的理想，但只有在FCS出現以後這種理想才有可能高效、低成本地實現。在採用FCS的企業中，用於生產管理的區域網能夠與用於自動控制的現場匯流排網路緊密銜接。此外，數字化信號固有的高精度、抗干擾特性也能提高控制系統的可靠性。
全分布
在FCS中各現場設備有足夠的自主性，它們彼此之間相互通信，完全可以把各種控制功能分散到各種設備中，而不再需要一個中央控制計算機，實現真正的分布式控制。
雙向傳輸
傳統的4~20mA電流信號，一條線只能傳遞一路信號。現場匯流排設備則在一條線上即可以向上傳遞感測器信號，也可以向下傳遞控制信息。
自診斷
現場匯流排儀表本身具有自診斷功能，而且這種診斷信息可以送到中央控制室，以便於維護，而這在只能傳遞一路信號的傳統儀表中是做不到的。
節省布線及控制室空間
傳統的控制系統每個儀表都需要一條線連到中央控制室，在中央控制室裝備一個大配線架。而在FCS系統中多台現場設備可串列連接在一條匯流排上，這樣只需極少的線進入中央控制室，大量節省了布線費用，同時也降低了中央控制室的造價。
多功能儀表
數字、雙向傳輸方式使得現場匯流排儀表可以擺脫傳統儀表功能單一的制約，可以在一個儀表中集成多種功能，做成多變數變送器，甚至集檢測、運算、控制與一體的變送控制器。
開放性
1999年底現場匯流排協議已被IEC 批准正式成為國際標准，從而使現場匯流排成為一種開放的技術。
互操作性
現場匯流排標準保證不同廠家的產品可以互操作，這樣就可以在一個企業中由用戶根據產品的性能、價格選用不同廠商的產品，集成在一起，避免了傳統控制系統中必須選用同一廠家的產品限制，促進了有效的競爭，降低了控制系統的成本。
智能化與自治性
現場匯流排設備能處理各種參數、運行狀態信息及故障信息，具有很高的智能，能在部件、甚至網路故障的情況下獨立工作，大大提高了整個控制系統的可靠性和容錯能力。
現場匯流排控制系統通常由以下部分組成：
現場匯流排儀表、控制器
現場匯流排線路
監控、組態計算機
這里的儀表、控制器、計算機都需要通過現場匯流排網卡、通信協議軟體連接到網上。因此，現場匯流排網卡、通信協議軟體是現場匯流排控制系統的基礎和神經中樞。
現場匯流排控制系統是國家九五科技攻關的重點項目。

現場匯流排系統的功能安全評價大體分以下幾點：
(一)現場匯流排系統完成的功能
現場匯流排系統所起的作用是通信，它包括一組硬體和軟體，允許兩個或多個裝置之間信息交換。在受控過程中，它不應該傳播或建立會產生危險情形的錯誤:它應能找出數據的訛誤，保證實時數據的傳送，傳遞應有序，避免混亂。同時應能隨時了解可能出現的故障狀態，避免出現因通信錯誤觸發不合理的安全動作，例如使過程在不該停止時停了下來，或使過程在出現故障時還繼續工作等。
(二)現場匯流排系統安全功能評價的方法
要證明一個系統或子系統是否可以用在安全領域，是否符合IEC61508標准，有兩個途徑:一是按照IEC61508的原則設計一個新系統;二是沿用以前已經使用並證明是安全的系統，用"proven in use"方法來驗證。現場匯流排系統的功能安全評價一般都採取第二種方法。這是一個在"使用中證實"的概念。如果一種產品或系統已經在使用中，只要供應商有足夠的證據證明它是安全的，那麼以後相同的產品或系統就允許應用在同等安全的領域。
IEC61508中提出的這種"proven in use"的概念對於供應商和用戶都有極大的激勵作用。目前世界上此重要的設備供應商都開始對自己的產品進行這方面認證工作。但"Proven in use"實際上有很嚴格的限制條件：
(l)Proven in use方法只能用於那些滿足相關要求的功能和介面子系統;
(2)子系統的工作條件與原子系統的工作條件完全相同或十分相近;
(3)如果子系統的工作條件不同，則需要用分析和測試的方法來論證該系統的功能安全完整性可能達到的水平，以保證該系統可用於安全領域;
(4)聲明的失效率有足夠的統計學數據基礎;
(5)收集有足夠的失效數據;
(6)考慮了子系統的復雜性，子系統對風險降低的貢獻，子系統失效對整個系統可能造成的後果，新設計等

❷ 200分找：匯流排或介面規范，中英文皆可

現場匯流排是應用在生產現場與微機化測量控制設備之間實現雙向串列多節點通信的系統也稱為開放式．全數字化．多點通信的底層控制網路。
①現場匯流排的定義：
現場匯流排是用於現場儀表與控制室之間的一種「全數字化，雙向．多變數，多點多站的通信系統」其本質含義表現在以下六個方面：現場通信網路、現場設備互連、互操作性、分散功能模塊和開放式互連網路
②現場匯流排的優點：
實現了全數字化通信，不同廠家產品互操作；實現了真正的分布式控制(分散式控制)：可以傳送多個過程變數的同時可將儀表標識符和簡單診斷信息一並傳送，可以產生最先進的現場儀表，多變數變送器；提高了測試精度；增強了系統的自治性。
③幾種有影響的現場匯流排技術Lonworks也叫LON(Locai Operating Network)是一種得到廣泛應用的現場匯流排，由美國Echelon公司推出它採用了ISQ／OSI模型的全部七層通訊協議，採用面的對象的設計方法，通過網路變數把網路通信設計簡化為參數設計，在智能建築中得到廣泛的應用；CAN(Control Area Network控制區域網)由德國BOSCH公司推出用於汽車內部測量與執行部門之間的數據通信。國內在三表系統及樓宇自控系統中得到應用。
PROFIBUS：是德國國家標准DINl9245和歐洲標准EN50170的現場匯流排標准，DP型用於分散外設間的高速數據傳輸適合於加工自動化領域的應用。

RS-232串列介面標准
目前RS-232是PC與通信工業中應用最廣泛的一種串列介面，其中EIA（Electronic Instry Association）代表美國電子工業協會，RS代表推薦標准，232是標識號。RS-232被定義為一種在低速率串列通信中增加通信距離的單端標准。RS-232採取不平衡傳輸方式，即所謂單端通信。一個完整的RS-232介面有22根線，採用標準的25芯插頭座（DB-25）。除此之處，目前廣泛應用的還有一種9芯的RS-232介面（DB-9）。它們的外觀都是一個D形的，不過，對接的兩個介面又分為針式的「公頭」和孔式的「母頭」兩種，DB-9「母頭」和「公頭」與DB-25的「母頭」和「公頭」分別如圖3-17所示。

圖3-17 DB-9/DB-25的「公頭」和「母頭」

在RS-232標准中定義了邏輯1和邏輯0電壓級數，以及標準的傳輸速率和連接器類型。信號大小在正的和負的3～15V之間。RS-232規定接近0的電平是無效的，邏輯1規定為負電平，有效負電平的信號狀態稱為傳號（Marking），它的功能意義為OFF；邏輯0規定為正電平，有效正電平的信號狀態稱為空號（Spacing），它的功能意義為ON。根據設備供電電源的不同，正負5、正負10、正負12和正負15這樣的電平都是可能的。

在RS-232標准中規定的設備可以分為數據終端設備（DTE）和數據通信設備（DCE）兩類，這種分類定義了不同的線路用來發送和接收信號。一般來說，計算機和終端設備有DTE連接器，數據機和列印機有DCE連接器。

RS-232標准中指定了20個不同的信號連接，由25個D-sub（微型D類）管腳構成的DB-25連接器。但很多設備只用了其中的一小部分管腳，出於節省資金和空間的考慮不少機器採用較小的連接器，特別是9管腳的D-sub或者是DB-9型連接器被廣泛使用。

因為RS-232到目前為止經歷了好多個不同版本，最近的版本號為E，它相對目前廣泛應用的C版本來說，電氣性能改進了不少，也對連接器中的25個管腳進行了充分利用（只有2個予以保留）。表3-2列出的是25芯RS-232E介面的信號和管腳分配，而表3-3所示的則是在PC機、數據機和路由器等網路設備中使用的9芯RS-232介面的信號和管腳分配。
表3-2 25芯RS-232介面的信號和管腳分配

引 腳 號
縮 寫 符
信 號 方 向
說 明

1
PE
公共端
連接器外殼

2
TXD
輸出
發送數據

3
RXD
輸入
接收數據

4
RTS
輸出
請示發送

5
CTS
輸入
清除發送

6
DSR
輸入
數據設備准備好

7
SG
公共端
信號地

8
DCD
輸入
載波檢測

9
—
—
保留

10
—
—
保留

11
STF
輸出
選擇傳送通道

12
DCD
輸入
載波檢測

13
CTS
輸入
清除發送

14
TXD
輸出
發送數據

15
TCK
輸入
發送時鍾

16
RXD
輸入
接收數據

17
RCK
輸入
接收器定時

18
LL
輸出
本地迴路控制

19
RTS
輸出
請示發送

20
DTR
輸出
數據終端准備好

21
RL
輸出
遠程迴路控制

22
RI
輸入
振鈴指示器

23
DSR
輸入
數據裝置准備好

24
XCK
輸出
發送器定時

25
TI
輸入
測試指示器

表3-3 9芯RS-232介面的信號和管腳分配
引 腳 號
縮 寫 符
信 號 方 向
說 明

1
DCD
輸入
載波檢測

2
RXD
輸入
接收數據

3
TXD
輸出
發送數據

4
DTR
輸出
數據終端准備好

引 腳 號
縮 寫 符
信 號 方 向
說 明

5
GND
公共端
信號地

6
DSR
輸入
數據裝置准備好

7
RTS
輸出
請示發送

8
CTS
輸入
清除發送

9
RI
輸入
振鈴指示

在RS-232C版本中，DB-25的25個引腳（4個數據引腳、11個控制信號引腳、3個定時引腳、7個備用和未定義引腳）實際上只用了表3-2中的9個，分別是：1、2、3、4、5、6、8、20、22腳。它們的作用分別如下。
（1）控制信號引腳（4、5、6、8、20和22號6個引腳）
 數據裝置准備好（Data Set Ready，DSR）：有效時（ON）狀態，表明介面處於可以使用的狀態。
 數據終端准備好（Data Terminal Ready，DTR）：有效時（ON）狀態，表明數據終端可以使用。
這兩個信號有時連到電源上，一上電就立即有效。但這兩個設備狀態信號有效，只表示設備本身可用，並不說明通信鏈路可以開始進行通信了，能否開始進行通信要由下面的控制信號決定。
 請求發送（Request To Send，RTS）：用來表示DTE請求DCE發送數據，即當終端要發送數據時，使該信號有效（ON狀態），向DTE設備請求發送。
 允許發送（Clear To Send，CTS）：用來表示DCE准備好接收DTE發來的數據，是對請求發送信號RTS的響應信號。
當MODEM之類設備已准備好接收終端傳來的數據並向前發送時，使該信號有效，通知終端開始沿發送數據線TxD發送數據。這對RTS/CTS請求應答聯絡信號是用於半雙工MODEM系統中發送方式和接收方式之間的切換。在全雙工系統中作發送方式和接收方式之間的切換。在全雙工系統中，因配置雙向通道，故不需要RTS/CTS聯絡信號使其變高。
 數據載波檢出（Data Carrier Dectection，DCD）：也叫「接收線信號檢出」（Received Line Dectection，RLSD），用來表示DCE已接通通信鏈路，告知DTE准備接收數據。當本地的MODEM收到由通信鏈路另一端（遠地）的MODEM送來的載波信號時，使RLSD信號有效，通知終端准備接收，並且由MODEM將接收下來的載波信號解調成數字數據後，沿接收數據線RxD送到終端。
 振鈴指示（Ringing，RI）：當MODEM收到交換台送來的振鈴呼叫信號時，使該信號有效（ON狀態），通知終端，已被呼叫。
（2）數據發送與接收線（2和3號2個引腳）
 發送數據（Transmitted Data，TxD）：通過TxD終端將串列數據發送到MODEM，（DTE→DCE）。
 接收數據（Received Data，RxD）：通過RxD線終端接收從MODEM發來的串列數據，（DCE→DTE）。
（3）地線
SG（7腳）、PE（1腳）分別用來接信號地和保護地信號線，無方向。
上述控制信號線何時有效，何時無效的順序表示了介面信號的傳送過程。例如，只有當DSR和DTR都處於有效（ON）狀態時，才能在DTE和DCE之間進行傳送操作。若DTE要發送數據，則預先將DTR線置成有效（ON）狀態，等CTS線上收到有效（ON）狀態的回答後，才能在TxD線上發送串列數據。這種順序的規定對半雙工的通信線路特別有用，因為只有半雙工的通信能確定DCE已由接收方向改為發送方向，這時線路才能開始發送。
使用DB-9連接器，作為提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2兩個串列介面的連接器，它只提供非同步通信的9個信號。DB-25型連接器的引腳分配與DB-25型引腳信號完全不同。因此，若與配接DB-25型連接器的DCE設備連接，必須使用專門的電纜線。
在連接距離上，如果通信速率低於20Kbit/s時，RS-232C所直接連接的最大物理距離為15m。

http://www.51cto.com/art/200710/57643.htm

❸ 現場匯流排技術的介紹

《現場匯流排技術》是2011年出版的圖書，作者是劉澤詳。

❹ 現場匯流排技術的匯流排分類

國際上有40多種現場匯流排，但沒有任何一種現場匯流排能覆蓋所有的應用面，按其傳輸數據的大小可分為3類：感測器匯流排（sensor bus），屬於位傳輸；設備匯流排（device bus），屬於位元組傳輸；現場匯流排，屬於數據流傳輸。 基金會現場匯流排，即Foudation Fieldbus，簡稱FF，這是在過程自動化領域得到廣泛支持和具有良好發展前景的技術。其前身是以美國Fisher-Rousemount公司為首，聯合Foxboro、橫河、ABB、西門子Siemens等80家公司制訂的ISP協議和以Honeywell公司為首，聯合歐洲等地的150家公司制訂的WordFIP協議。屈於用戶的壓力，這兩大集團於1994年9月合並，成立了現場匯流排基金會，致力於開發出國際上統一的現場匯流排協議。它以ISO/OSI開放系統互連模型為基礎，取其物理層、數據鏈路層、應用層為FF通信模型的相應層次，並在應用層上增加了用戶層。
基金會現場匯流排分低速H1和高速H2兩種通信速率。H1的傳輸速率為 31.25Kbps，通信距離可達 1900m （可加中繼器延長），可支持匯流排供電，支持本質安全防爆環境。H2的傳輸速率為 1Mbps和 2 5Mbps兩種，其通信距離為750m和500m。物理傳輸介質可支持雙絞線、光纜和無線發射，協議符合IEC1158-2標准。其物理媒介的傳輸信號採用曼徹斯特編碼，每位發送數據的中心位置或是正跳變，或是負跳變。正跳變代表0，負跳變代表1，從而使串列數據位流中具有足夠的定位信息，以保持發送雙方的時間同步。接收方既可根據跳變的極性來判斷數據的「1」、「0」狀態，也可根據數據的中心位置精確定位。
為滿足用戶需要，Honeywell、Ronan等公司已開發出可完成物理層和部分數據鏈路層協議的專用晶元，許多儀表公司已開發出符合FF協議的產品，1匯流排已通過a測試和β測試，完成了由 13個不同廠商提供設備而組成的FF現場匯流排工廠試驗系統。2匯流排標准也已經形成。
1996年10月，在芝加哥舉行的ISA96展覽會上，由現場匯流排基金會組織實施，向世界展示了來自40多家廠商的70多種符合FF協議的產品，並將這些分布在不同樓層展覽大廳不同展台上的FF展品，用醒目的橙紅色電纜，互連為七段現場匯流排演示系統，各展台現場設備之間可實地進行現場互操作，展現了基金會現場匯流排的成就與技術實力。 LonWorks是又一具有強勁實力的現場匯流排技術，它是由美國Ecelon公司推出並由它們與摩托羅拉Motorola、東芝Hitach公司共同倡導，於1990年正式公布而形成的。它採用了ISO/OSI模型的全部七層通訊協議，採用了面向對象的設計方法，通過網路變數把網路通信設計簡化為參數設置，其通訊速率從300bps至15Mbps不等，直接通信距離可達到2700m（78kbps，雙絞線），支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電源線等多種通信介質，並開發相應的本安防爆產品，被譽為通用控制網路。
LonWorks技術所採用的LonTalk協議被封裝在稱之為Neuron的晶元中並得以實現。集成晶元中有3個8位CPU；一個用於完成開放互連模型中第 1～ 2層的功能，稱為媒體訪問控制處理器，實現介質訪問的控制與處理 ；第二個用於完成第3～6層的功能，稱為網路處理器，進行網路變數處理的定址、處理、背景診斷、函數路徑選擇、軟體計量時、網路管理，並負責網路通信控制、收發數據包等；第三個是應用處理器，執行操作系統服務與用戶代碼。晶元中還具有存儲信息緩沖區，以實現CPU之間的信息傳遞，並作為網路緩沖區和應用緩沖區。如Motorola公司生產的神經元集成晶元MC143120E2就包含了2KRAM和2KEEPROM。
LonWoeks技術的不斷推廣促成了神經元晶元的低成本 （每片價格約 5～9美元），而晶元的低成本又返過來促進了LonWorks技術的推廣應用，形成了良好循環，據Ecelon公司的有關資料，到1996年7月，已生產出 500萬片神經元晶元。
LonWorks公司的技術策略是鼓勵各OEM開發商運用LonWorks技術和神經元晶元，開發自己的應用產品，已有2600多家公司在不同程度上捲入了LonWorks技術：1000多家公司已經推出了LonWorks產品，並進一步組織起LonWark互操作協會，開發推廣LonWorks技術與產品。它被廣泛應用在樓宇自動化、家庭自動化、保安系統、辦公設備、運輸設備、工業過程式控制制等行業。為了支持LonWorks與其它協議和網路之間的互連與互操作，該公司正在開發各種網關，以便將LonWorks與乙太網、FF、Modbus、DeviceNet、Profibus、Serplex等互連為系統。
另外，在開發智能通信介面、智能感測器方面，LonWorks神經元晶元也具有獨特的優勢。LonWorks技術已經被美國暖通工程師協會ASRE定為建築自動化協議BACnet的一個標准。根據剛剛收到的消息，美國消費電子製造商協會已經通過決議，以LonWorks技術為基礎制定了EIA-709標准。
這樣，LonWorks已經建立了一套從協議開發、晶元設計、晶元製造、控制模塊開發製造、OEM控制產品、最終控制產品、分銷、系統集成等一系列完整的開發、製造、推廣、應用體系結構，吸引了數萬家企業參與到這項工作中來，這對於一種技術的推廣、應用有很大的促進作用。 Profibus是作為德國國家標准DIN 19245和歐洲標准prEN 50170的現場匯流排。ISO/OSI模型也是它的參考模型。由Profibus -Dp、Profibus -FMS、Profibus-PA組成了Profibus系列。DP型用於分散外設間的高速傳輸，適合於加工自動化領域的應用。FMS意為現場信息規范，適用於紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關等一般自動化，而PA型則是用於過程自動化的匯流排類型，它遵從IEC1158-2標准。該項技術是由西門子公司為主的十幾家德國公司、研究所共同推出的。它採用了OSI模型的物理層、數據鏈路層，由這兩部分形成了其標准第一部分的子集，DP型隱去了3～7層，而增加了直接數據連接擬合作為用戶介面，FMS型只隱去第3～6層，採用了應用層，作為標準的第二部分。PA型的標准還處於制定過程之中，其傳輸技術遵從IEC1158-2 （1 ）標准，可實現匯流排供電與本質安全防爆。
Porfibus支持主—從系統、純主站系統、多主多從混合系統等幾種傳輸方式。主站具有對匯流排的控制權，可主動發送信息。對多主站系統來說，主站之間採用令牌方式傳遞信息，得到令牌的站點可在一個事先規定的時間內擁有匯流排控制權，共事先規定好令牌在各主站中循環一周的最長時間。按Profibus的通信規范，令牌在主站之間按地址編號順序，沿上行方向進行傳遞。主站在得到控制權時，可以按主—從方式，向從站發送或索取信息，實現點對點通信。主站可採取對所有站點廣播 （不要求應答）或有選擇地向一組站點廣播。
Profibus的傳輸速率為96～12kbps最大傳輸距離在12kbps時為1000m，15Mbps時為400m，可用中繼器延長至10km。其傳輸介質可以是雙絞線，也可以是光纜，最多可掛接 127個站點。 CAN是控制網路Control Area Network的簡稱，最早由德國BOSCH公司推出，用於汽車內部測量與執行部件之間的數據通信。其匯流排規范現已被ISO國際標准組織制訂為國際標准，得到了Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司的支持，已廣泛應用在離散控制領域。
CAN協議也是建立在國際標准組織的開放系統互連模型基礎上的，不過，其模型結構只有3層，只取OSI底層的物理層、數據鏈路層和頂上層的應用層。其信號傳輸介質為雙絞線，通信速率最高可達 1Mbps/40m，直接傳輸距離最遠可達 1 0km/kbps，可掛接設備最多可達 110個。
CAN的信號傳輸採用短幀結構，每一幀的有效位元組數為8個，因而傳輸時間短，受干擾的概率低。當節點嚴重錯誤時，具有自動關閉的功能以切斷該節點與匯流排的聯系，使匯流排上的其它節點及其通信不受影響，具有較強的抗干擾能力。
CAN支持多主方式工作，網路上任何節點均在任意時刻主動向其它節點發送信息，支持點對點、一點對多點和全局廣播方式接收/發送數據。它採用匯流排仲裁技術，當出現幾個節點同時在網路上傳輸信息時，優先順序高的節點可繼續傳輸數據，而優先順序低的節點則主動停止發送，從而避免了匯流排沖突。
已有多家公司開發生產了符合CAN協議的通信晶元，如Intel公司的 82 52 7，Motorola公司的MC68HC05X4，Philips公司的82 C2 50等。還有插在PC機上的CAN匯流排介面卡，具有介面簡單、編程方便、開發系統價格便宜等優點。 HART是Highway Addressable Remote Transer的縮寫。最早由Rosemout公司開發並得到80多家著名儀表公司的支持，於1993年成立了HART通信基金會。這種被稱為可定址遠程感測高速通道的開放通信協議，其特點是現有模擬信號傳輸線上實現數字通信，屬於模擬系統向數字系統轉變過程中工業過程式控制制的過渡性產品，因而在當前的過渡時期具有較強的市場競爭能力，得到了較好的發展。
HART通信模型由3層組成 ：物理層、數據鏈路層和應用層。物理層採用FSK(Frequency Shift Keying）技術在4～20mA模擬信號上迭加一個頻率信號，頻率信號採用Bell202國際標准；數據傳輸速率為1200bps，邏輯0的信號頻率為2200Hz，邏輯1的信號傳輸頻率為 1200Hz。
數據鏈路層用於按HART通信協議規則建立HART信息格式。其信息構成包括開頭碼、顯示終端與現場設備地址、位元組數、現場設備狀態與通信狀態、數據、奇偶校驗等。其數據位元組結構為1個起始位，8個數據位，1個奇偶校驗位，1個終止位。應用層的作用在於使HART指令付諸實現，即把通信狀態轉換成相應的信息。它規定了一系列命令；按命令方式工作。它有 3類命令，第一類稱為通用命令，這是所有設備理解、執行的命令；第二類稱為一般行為命令，它所提供的功能可以在許多現場設備 （盡管不是全部 ）中實現，這類命令包括最常用的現場設備的功能庫；第三類稱為特殊設備命令，以便在某些設備中實現特殊功能，這類命既可以在基金會中開放使用，又可以為開發此命令的公司所獨有。在一個現場設備中通常可發現同時存在這3類命令。HART支持點對點主從應答方式和多點廣播方式。按應答應方式工作時的數據更新速率為2～3次/s，按廣播方式工作時的數據更新速率為 3～4次 /s，它還可支持兩個通信主設備。匯流排上可掛設備數多達 15個，每個現場設備可有256個變數，每個信息最大可包含4個變數。最大傳輸距離3000m，HART採用統一的設備描述語言DDL。現場設備開發商採用這種標准語言來描述設備特性，由HART基金會負責登記管理這些設備描述並把它們編為設備描述字典，主設備運用DDL技術，來理解這些設備的特性參數而不必為這些設備開發專用介面。但由於這種模擬數字混信號制，導致難以開發出一種能滿足各公司要求的通信介面晶元。HART能利用匯流排供電，可滿足本安防爆要求。 盡管RS-485不能稱為現場匯流排，但是作為現場匯流排的鼻祖，還有許多設備繼續沿用這種通訊協議。採用RS-485通訊具有設備簡單、低成本等優勢，仍有一定的生命力。以RS-485為基礎的OPTO-22命令集等也在許多系統中得到了廣泛的應用。

❺ 現場匯流排技術的優點

節省硬體數量與投資
由於現場匯流排系統中分散在設備前端的智能設備能直接執行多種感測、控制、報警和計算功能，因而可減少變送器的數量，不再需要單獨的控制器、計算單元等，也不再需要DCS系統的信號調理、轉換、隔離技術等功能單元及其復雜接線，還可以用工控PC機作為操作站，從而節省了一大筆硬體投資，由於控制設備的減少，還可減少控制室的佔地面積。
節省安裝費用
現場匯流排系統的接線十分簡單，由於一對雙絞線或一條電纜上通常可掛接多個設備，因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少，連線設計與接頭校對的工作量也大大減少。當需要增加現場控制設備時，無需增設新的電纜，可就近連接在原有的電纜上，既節省了投資，也減少了設計、安裝的工作量。據有關典型試驗工程的測算資料，可節約安裝費用60%以上。
節省維護開銷
由於現場控制設備具有自診斷與簡單故障處理的能力，並通過數字通訊將相關的診斷維護信息送往控制室，用戶可以查詢所有設備的運行，診斷維護信息，以便早期分析故障原因並快速排除。縮短了維護停工時間，同時由於系統結構簡化，連線簡單而減少了維護工作量。
現場匯流排技術與傳統匯流排技術成本對比
系統集成主動權
用戶可以自由選擇不同廠商所提供的設備來集成系統。避免因選擇了某一品牌的產品被「框死」了設備的選擇范圍，不會為系統集成中不兼容的協議、介面而一籌莫展，使系統集成過程中的主動權完全掌握在用戶手中。
准確性與可靠性
由於現場匯流排設備的智能化、數字化，與模擬信號相比，它從根本上提高了測量與控制的准確度，減少了傳送誤差。同時，由於系統的結構簡化，設備與連線減少，現場儀表內部功能加強：減少了信號的往返傳輸，提高了系統的工作可靠性。此外，由於它的設備標准化和功能模塊化，因而還具有設計簡單，易於重構等優點。

❻ 什麼是現場匯流排為什麼要採用現場匯流排技術現場匯流排有哪些優點

1.現場匯流排的概念
現場匯流排是應用在生產現場、在微機化測量控制設備之間實現雙向串列多節點數字通信的系統，也被稱為開放式、數字化、多點通信的層控制網路。
現場匯流排技術將專用微處理器置入傳統的測量控制儀表，使它們各自具有了數字計算和數字通訊能力，採用可進行簡單連接的雙絞線等為匯流排，把多個測量控制儀表連接成網路系統，並按公開、規范的通信協議，在位於現場的多個微機化測量控制設備之間及現場儀表與遠程監控計算機之間，實現數據傳輸與信息交換，形成各種適應實際需要的自動控制系統。
現場匯流排是20世紀80年代中期在國際上發展起來的。隨著微處理器與計算機功能的不斷增強和價格的降低，計算機與計算機網路系統得到迅速發展。現場匯流排可實現整個企業的信息集成，實施綜合自動化，形成工廠底層網路，完成現場自動化設備之間的多點數字通信，實現底層現場設備之間以及生產現場與外界的信息交換。
2.現場匯流排的特點及優點
(1) 全數字化通信
(2) 開放型的互聯網路
(3) 互可操作性與互用性
(4) 現場設備的智能化
(5) 系統結構的高度分散性
(6) 對現場環境的適應性
3.現場匯流排的特點
現場控制設備具有通信功能，便於構成工廠底層控制網路。
通信標準的公開、一致，使系統具備開放性，設備間具有互可操作性。
功能塊與結構的規范化使相同功能的設備間具有互換性。
控制功能下放到現場，使控制系統結構具備高度的分散性。
4.現場匯流排的優點
現場匯流排使自控設備與系統步入了信息網路的行列，為其應用開拓了更為廣闊的領域；
一對雙絞線上可掛接多個控制設備， 便於節省安裝費用；
節省維護開銷；
提高了系統的可靠性；
為用戶提供了更為靈活的系統集成主動權。
5.為什麼要用現場匯流排？我們通過對現場匯流排在不同情況下不同機構和不同的人公認的對現場匯流排的本質體現中了解；
1)中現場通信網路
用於過程自動化和製造自動化的現場設備或現場儀表互連的現場通信網路。
現場設備互聯
依據實際需要使用不同的傳輸介質把不同的現場設備或者現場儀表相互關聯。
互操作性
用戶可以根據自身的需求選擇不同廠家或不同型號的產品構成所需的控制迴路，從而可以自由地集成FCS。
2)分散功能塊
FCS 廢棄了DCS 的輸入/輸出單元和控制站, 把DCS 控制站的功能塊分散地分配給現場儀表, 從而構成虛擬控制站，徹底地實現了分散控制。
3)通信線供電
通信線供電方式允許現場儀表直接從通信線上攝取能量, 這種方式提供用於本質安全環境的低功耗現場儀表, 與其配套的還有安全柵。
4)開放式互聯網路
現場匯流排為開放式互聯網路，既可以與同層網路互聯，也可與不同層網路互聯，還可以實現網路資料庫的共享。
從以上內容我們可以看到，現場匯流排體現了分布、開放、互聯、高可靠性的特點，而這些正是DCS系統的缺點。DCS通常是一對一單獨傳送信號，其所採用的模擬信號精度低，易受干擾，位於操作室的操作員對模擬儀表往往難以調整參數和預測故障，處於「失控」狀態，很多的儀表廠商自定標准，互換性差，儀表的功能也較單一，難以滿足現代的要求，而且幾乎所有的控制功能都位於控制站中。FCS則採取一對多雙向傳輸信號，採用的數字信號精度高、可靠性強，設備也始終處於操作員的遠程監控和可控狀態，用戶可以自由按需選擇不同品牌種類的設備互聯，智能儀表具有通信、控制和運算等豐富的功能，而且控制功能分散到各個智能儀表中去。由此我們可以看到FCS相對於DCS的巨大進步。
也正是由於FCS的以上特點使得其在設計、安裝、投運到正常生產都具有很大的優越性：首先由於分散在前端的智能設備能執行較為復雜的任務，不再需要單獨的控制器、計算單元等，節省了硬體投資和使用面積；FCS的接線較為簡單，而且一條傳輸線可以掛接多了設備，大大節約了安裝費用；由於現場控制設備往往具有自診斷功能，並能將故障信息發送至控制室，減輕了維護工作；同時，由於用戶擁有高度的系統集成自主權，可以通過比較靈活選擇合適的廠家產品；整體系統的可靠性和准確性也大為提高。這一切都幫助用戶實現了減低安裝、使用、維護的成本，最終達到增加利潤的目的。

❼ 現場匯流排技術及應用教程

現場匯流排技術及應用教程
懸賞分：0 - 離問題結束還有 13 天 22 小時
書號：7-111-20529-6 定價：2007-1
本書以世界上和國內最流行的控制級現場匯流排PROFIBUS和底層設備級現場匯流排AS-Interface為主線，講解了現場匯流排技術的發展、基本概念、工作原理和實際應用。在書的開始，對工業自動化的發展歷程，以及在現場匯流排技術中使用的基礎知識進行了概括性的介紹；書中重點講解了PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和AS-i的基本原理和具體應用，詳細剖析了DP-V0、DP-V1和AS-i的報文結構和含義，在重點章節中都給出了多個具體的應用實例；在書的最後，對工業乙太網技術以及PROFINET進行了較全面的講解和介紹，對OPC和IEC61131-3語言這兩種和現場匯流排密切相關的技術也進行了深入淺出的講解。為方便高校和培訓機構作為教材使用，全書各章都配有習題和思考題，在附錄A中還配有11個實驗的指導書，此外作者向使用該書的教師提供電子課件。在其他附錄中還提供了作者精心編排的PROFIBUS常用信息速查表，並羅列出了學習現場匯流排技術及下載相關軟體和文檔的常用網站的網址。本書的使用對象主要是高等院校相關專業的本科生和研究生、各企業和設計院所的電氣工程技術人員。以作者的專業技術知識、實際應用經驗和寫作功底，相信這本書是一本值得使用的教材和參考資料，肯定能給廣大的讀者帶來較大的收獲

❽ 現場匯流排技術的簡介

現場匯流排（Fieldbus）是20世紀80年代末、90年代初國際上發展形成的，用於過程自動化、製造自動化、樓宇自動化等領域的現場智能設備互連通訊網路。它作為工廠數字通信網路的基礎，溝通了生產過程現場及控制設備之間及其與更高控制管理層次之間的聯系。它不僅是一個基層網路，而且還是一種開放式、新型全分布控制系統。這項以智能感測、控制、計算機、數字通訊等技術為主要內容的綜合技術，已經受到世界范圍的關注，成為自動化技術發展的熱點，並將導致自動化系統結構與設備的深刻變革。國際上許多有實力、有影響的公司都先後在不同程度上進行了現場匯流排技術與產品的開發。現場匯流排設備的工作環境處於過程設備的底層，作為工廠設備級基礎通訊網路，要求具有協議簡單、容錯能力強、安全性好、成本低的特點 ：具有一定的時間確定性和較高的實時性要求，還具有網路負載穩定，多數為短幀傳送、信息交換頻繁等特點。由於上述特點，現場匯流排系統從網路結構到通訊技術，都具有不同上層高速數據通信網的特色。
一般把現場匯流排系統稱為第五代控制系統，也稱作FCS——現場匯流排控制系統。人們一般把50年代前的氣動信號控制系統PCS稱作第一代，把4～20mA等電動模擬信號控制系統稱為第二代，把數字計算機集中式控制系統稱為第三代，而把70年代中期以來的集散式分布控制系統DCS稱作第四代。現場匯流排控制系統FCS作為新一代控制系統，一方面，突破了DCS系統採用通信專用網路的局限，採用了基於公開化、標准化的解決方案，克服了封閉系統所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中與分散相結合的集散系統結構，變成了新型全分布式結構，把控制功能徹底下放到現場。可以說，開放性、分散性與數字通訊是現場匯流排系統最顯著的特徵。