第一章现场总线技术概述主要内容第一节现场总线的产生第二节现场总线的概念及分类第三节现场总线的特点和优点第四节现场总线标准的制定第五节现场总线的现状第一节现场总线的产生在过程控制领域：™从20世纪50年代至今的信号标准：4-2OmA（0-5V）的模拟信号。™20世纪70年代，数字式计算机引入到测控系统中，进行集中式控制处理。™20世纪80年代，微处理器在控制领域得到应用，嵌入到各种仪器设备，形成分布式(DCS)控制系统。随着微处理器的发展和广泛应用，产生了以微处理器为核心，实施信息采集、显示、处理、传输及优化控制等功能的智能设备。一些数字式智能化仪表产品，其本身具备了诸如自动量程转换、自动调零、自校正、自诊断等功能，还能提供故障诊断、历史信息报告、状态报告、趋势图等功能。通信技术的发展，促使传送数字化信息的网络技术开始得到广泛应用。与此同时，基于质量分析的维护管理、与安全相关的测试记录、环境监视需求的增加，都要求仪表能在当地处理信息，并在必要时允许被管理和访问，这些也使现场仪表与上级控制系统的通信量大增。从实际应用性能的角度出发，控制界也不断在控制精度、可操作性、可维护性、可移植性等方面提出新需求。由此，逐步产生了现场总线。第二节现场总线的概念及分类一、现场总线的定义™用于现场仪表与控制主机系统之间的一种开放的、全数字化的、双向、多站的通信系统；™广义上是控制系统与现场检测仪表、执行装置进行双向数字通信的串行总线系统；™IEC定义：一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间进行双向、串行、多节点、数字式的数据交换的通信技术。二、几种典型的现场总线介绍™FF（FundationFieldbus）基金会现场总线现场总线基金会是一个国际性的组织，有120多个成员，包括了全球主要的过程控制产品的供应商，基金会成员生产的变送器、DCS系统、执行器、流量仪表占世界市场的90％。二、几种典型的现场总线介绍™FF（FundationFieldbus）基金会现场总线H1低速现场总线H2高速现场总线•31.25Kbps•1Mbps/2.5Mbps速•2～32个设备/段率•本质安全•可集成多达32条H1总线•双绞线1900米（最大）•冗余•适用于过程设备•双绞线的基层总线。750m/500m。•支持PLC和加工工业设备二、几种典型的现场总线介绍™FF（FundationFieldbus）基金会现场总线FF的协议结构FF应用了ISO/OSI模型的第一层、第二层和第七层，再在应用层上加上了用户层。FF的物理层符合IEC1158－2标准。二、几种典型的现场总线介绍™FF（FundationFieldbus）基金会现场总线FF特点由于世界上一些大的仪表公司都参加了FF，因此FF开发的现场总线产品在品种与性能上都能满足过程控制的要求，而且使用方便。二、几种典型的现场总线介绍™PROFIBUS现场总线PROFIBUS是1987年，德国联邦科技部集中了13家公司的5个研究所的力量，按ISO/OSI参考模型制订的现场总线的德国国家标准，其主要支持者是德国西门子公司，并于1991年4月在DIN19245中发表，正式成为德国标准。开始只有PROFIBUS－DP和PROFIBUS－FMS，1994年又推出了PROFIBUS－PA，它引用了IEC标准的物理层-IEC1158－2，从而可以在有爆炸危险的区域内连接本质安全型通过总线馈电的现场仪表，这使PROFIBUS更加完善。PROFIBUS已于1996年3月15日批准为欧洲标准EN50170的第2卷。二、几种典型的现场总线介绍™PROFIBUS现场总线PROFIBUS有三个部分组成：\PROFIBUS-FMS（FieldMessageSpecification）：主要是用来解决车间级通用性通讯任务。可用于大范围和复杂的通讯。总线周期一般小于100ms。\PROFIBUS-DP（DecentralizedPeriphery）：经过优化的高速和便宜的通信总线，它的设计是专门为自动控制系统与分散的I/O设备级之间进行通信使用的。总线周期一般小于10ms。\PROFIBUS-PA（ProcessAutomation）：专门为过程自动化设计的，它可使传感器和执行器按在一根共用的总线上，甚至在本质安全领域也可接上。根据IEC1158－2标准，PROFIBUS-PA用双绞线进行总线供电和数据通信。二、几种典型的现场总线介绍™PROFIBUS现场总线协议结构