现场总线技术文献总结.docx
《现场总线技术文献总结.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现场总线技术文献总结.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
现场总线技术文献总结
现场总线技术文献总结
《现场总线技术文献总结》的范文，篇一：
现场总线技术文献综述
《现场总线技术》
论文题目:
论文类型：
姓名:
学号:
班级:
论文现场总线技术文献综述文献综述
20XX年6月6日
摘要
现场总线（Fieldbus）是指开放式、国际标准化、数字化、相互交换操作的双向传送、连接智能仪表和控制系统的通信网络。
它作为工厂数字通信网络的基础?
沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。
它不仅是一个基层网络?
而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。
这是一项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术?
是信息化带动工业化和工业化推动信息化的适用技术?
是能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的真别在于其现场总线技术。
现总线技术以数字信号取代模拟信号?
在3C（puter计算机、Control控、mcenication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?
范文TOP100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?
目前现场总线网络互联都是遵守OSI参考模型。
由于现场总线以计算机、微电子、网络通讯技术为基础?
这一技术正在从根本上改变控制系统的理念和方法?
将极大地推动整个工业领域的技术进步?
对工业自动化系统的影响将是积极和深远的。
关键字?
CAN总线、LonWorks总线、FF总线
Abstract
Fieldbus（Fieldbus）referstoopen,internationalstandardization,digitalandmutualexchangeoperationstwo-waytransmission,connectingintelligentinstrumentandcontrolsystemofmunicationwork.Itasplantdigitalmunicationwork,thebasisoftheproductionprocessmunicationbetweenfieldandthecontrolequipmentwithhighercontrolmanagementlevelandthecontactbetween.Itsnotonlyagrass-rootswork,butalsoakindofopen,newwholedistributioncontrolsystem.Thisisanintelligentsensing,control,puter,digitalmunicationtechnologyasthemaincontentsoftheprehensivetechnology,is
beinganinformationbasedsocietyimpetusindustrializationandtheindustrializationpushtheapplicabletechnology,informationcanbeappliedtovariousputercontrolareasofindustrialbus,becauseoffieldbuspotentialgreatopportunities,theworldwideeachbigpaniesinvestconsiderablehuman,materialndfinancialresourcestodevelopresearch.Today'sFieldbustechnologyhasbeeninternationalpaniespetitivefield,becauseofFieldbustechnologyunceasinginnovation,processControlSystemconsistsofthefourthgenerationsincetheDCSdevelopmentofFieldbusControlSystem（FCS）System,hasbeencalledthefifthgenerationprocessControlSystem.ButtherealdifferenceofDCSandFCSinthefieldbustechnology.Nowbustechnologyreplacedwithdigitalsignalanalogsignalsin3C（puterControlControl,puter,mcenicationmunication）technology,andonthebasisoffieldtestandControlinformationofinsituSet,insitutreatmentandon-the-spotuse,manycontrolfunctionsfromthecontrolroommovedtositeequipment.Thebigpanybecauseinternationalinthefieldbustechnologythisfieldofpetition,stillnotformanunifiedstandards,currentlyfieldbusworkinterconnectionabidebytheOSIreferencemodel.
Becauseoffieldbustoputers,microelectronics,workmunicationtechnologyasthe
foundation,thistechnologyarefundamentallychangecontrolsystemconceptsandmethods,willgreatlypromotethewholeindustrytoprogressoftechnology,industrialautomationsystem,theeffectwillbepositiveandfar-reaching.
Keyword:
thecanbus,LonWorksfieldbus,FFbus
现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行数字式多点双向通信的数据总线。
现场总线技术自70年代诞生至今?
由于它在减少系统线缆?
简化系统安装、维护和管理?
降低系统的投资和运行成本?
增强系统性能等方面的优越性?
引起人们的广泛注意?
得到大范围的推广?
导致了自动控制领域的一场革命。
现场总线技术近年迅速发展?
目前有FF（现场总线基金会）、Profibus?
过程现场总线?
、LonWorks?
局部操作网络?
、CAN?
控制局域网络?
、HART?
可寻址远程传感器数据通路?
等?
LonWorks已经广泛的应用最全面的?
得到包括IBM、Honeywell、ABB等大公司在内的2500家生产厂家的支持?
占领了约1/3的楼宇自动化市场?
已成为美国空调暖通工程师协会ASHRAE的楼宇自动化的标准。
随着计算机技术及应用的发展?
现场总线技术不断向数字化、微型化、分散化、个性化、专用化发展?
工业控制机系统向网络化、集成化、综合化、智能化方向发展?
随着信息化带动工业化?
工业化促进信息化的进展?
企业信息化、
社区信息化、家庭信息化的发展?
现场总线技术的市场不断扩大?
前景宽广。
国内外发展状况。
1984年美国Inter公司提出一种计算机分布式控制系统-位总线?
BITBUS?
?
它主要是将低速的面向过程的输入输出通道与高速的计算机总线多?
MULTIBUS?
分离?
形成了现场总线的最初概念。
80年代中期?
美国Rosemount公司开发了一种可寻址的远程传感器?
HAR通信协议。
采用在4?
20mA模拟量叠加了一种频率信号?
用双绞线实现数字信号传输。
HART协议已是现场总线的雏形。
1985年由Honeywell和Bailey等大公司发起?
成立了WorldFIP制定了FIP协议。
1987年?
以Siemens?
Rosemount?
横河等几家著名公司为首也成立了一个专门委员会互操作系统协议?
ISP?
并制定了PROFIBUS协议。
后来美国仪器仪表学会。
也制定了现场总线标准IEC/ISASP50。
随着时间的推移?
世界逐渐形成了两个针锋相对的互竞争的现场总线集团?
一个是以Siemens、Rosemount,精品横河为首的ISP集团?
另一个是由Honeywell、Bailey等公司牵头的WorldFIP集团。
1994年?
两大集团宣布合并?
融合成现场总线基金会?
FieldbusFoundation?
简称FF。
对于现场总线的技术发展和制定标准?
基金委员会取得以下共识?
共同制定遵循IEC/ISASP50协议标准?
商定现场总线技术发展阶段时间表。
CAN是控制器局域网络（ControllerAreawork,CAN）的简称?
是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的?
并最终成为国际标准ISO118?
8?
。
是国际上应用最广泛的现场总线之一。
在北美和西欧?
CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线?
并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。
近年来?
其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视?
被广
泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境CAN是ControllerAreawork的缩写?
以下称为CAN?
?
是ISO国际标准化的串行通信协议。
当前的汽车产业中?
出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求?
各种各样的电子控制系统被开发了出来。
由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同?
范文写作由多条总线构成的情况很多?
线束的数量也随之增加。
为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN?
进行大量数据的高速通信”的需要?
1986年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN通信协议。
此后?
CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化?
现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。
现在?
CAN的高性能和可靠性已被认同?
并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。
现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。
它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。
CAN属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。
较之目前许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言,基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性?
网络各节点之间的数据通信实时性强首先,CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权（取决于报文标识符）采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,思想汇报专题并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。
而利用RS-485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差。
CAN总线通过CAN收发器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连,而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL端只能是低电平或悬浮状态。
这就保证不会在出现在RS-485网络中的现象,即当系统有错误,出现多节点同时向总线发送数据时,导致总线呈现短路,从而损坏某些节点的现象。
而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响,从而保证不会出现象在网络中,因个别节点出现问题,使得总线处于“死锁”状态。
而且,CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现,从而大大降低系统开发难度,缩短了开发周期,这些是仅有电气协议RS-485所无法比拟的。
已形成国际标准的现场总线
另外,与其它现场总线比较而言,CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。
这些也是目前CAN总线应用于众多领域,具有强劲的市场竞争力的重要原因。
最有前途的现场总线之一CAN即控制器局域网络,属于工业现场总线的范畴。
与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。
由于其良好的性能及独特的设计,CAN总线越来越受到人们的重视。
它在汽车领上的应用是最广泛的,世界上一些著名的汽车制造厂商,如BENZ（奔驰）、BMW（宝马）、PORSCHE（保时捷）、ROLLS-ROYCE（劳斯莱斯）和JAGUAR（美洲豹）等都采用了CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。
同时,由于CAN总线本身的特点,其应用范围目前已不再局限于汽车行业,而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。
CAN已经形成国际标准,并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。
其典型的应用议有?
SAEJ1939/ISO11783CANOpen、CANaerospace、Device、NMEA20XX等。
控制器局部网?
CAN?
CONTROLLERAREAWORK?
是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网?
由于其高性能、高可靠性、实时性等优点现已广泛应用于工
业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。
控制器局部网将在我国迅速普及推广。
随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展?
工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支?
并取得了巨大进步。
由于对系统可靠性和灵活性的高要求工业控制系统的发展主要表现为?
控制面向多元化?
系统面向分散化?
即负载分散、功能分散、危险分散和地域分散。
分散式工业控制系统就是为适应这种需要而发展起来的。
这类系统是以微型机为核心?
将5C技术--PUTER?
计算机技术?
、CONTROL?
自动控制技术?
、MUNICATION?
通信技术?
、CRT?
显示技术?
和CHANG?
转换技术?
紧密结合的产物。
它在适应范围、可扩展性、可维护性以及抗故障能力等方面?
较之分散型仪表系统和集中型计算机控制系统具有明显的优越性。
典型的分散式控制系统由现场设备、接口与计算设备以及通信设备组成。
现场总线?
FIELDBUS?
能同时满足过程控制和制造业自动化的需要?
因而现场总线已成为工业数据总线领域中最为活跃的一个领域。
现场总线的研究与应用已成为工业数据总线领域的热点。
尽管目前对现场总线的研究尚未能提出一个完善的标但现场总线的高性能价格必将吸引众多工业控制系统采用。
同时?
正由于现场总线的标准尚未统一?
也使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥?
并将为现场总线的完善提供更加丰富的依据。
控制器局部网CAN?
CONTROLLERAERAWORK?
正是在这种背景下应运而生的。
由于CAN为愈来愈多不同领域采用和推广?
导致要求各种应用域通信报文的标准化。
1991年9月PHILIPSSEMICONDUCTORS制并发布了CAN技术规范?
VERSION2.0?
。
该技术规范包括A和B两部分。
2.0A给出了曾在CAN技术规范版本1.2中定义的CAN报文格式?
能提供11位地址?
而2.0B给出了标准的和扩展的两种报文格式?
提供29位地址。
此后?
1993年11月ISO正式颁布了道路交通运载工具--数字信息交换--高速通信控制器局部网?
CAN?
国际标准?
ISO11898?
?
为控制器局部网标准化、规范化推广铺平了道路。
CAN总线是德国BOSCH公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议?
它是一种多主总线?
通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。
通信速率可达1MBPS。
完成对通信数据的成帧处理
简单介绍总体框图基于FF现场总线协议的无线PC接口卡的基本功能是能够自主地与符合FF协议的无线通信设备进行通信。
无线PC接口卡的总体结构框图如图一所示。
其硬件电路包括CPU与PC主机CPU的通信接口、CPU与通信控制器的硬件接口、通信控制器数据缓冲存储器的接口、通信控制器与无线收发单元的接口等4个部分。
其中双口RAM采用CY7C09449PV-AV芯片?
CPU选用嵌入式控制中最常用的Intel80188CPU;通信控制器选用SMAR公司的FB3050?
无线收发单元由单片无线收发芯片nRF401及其外围电路构成。
篇二：
现场总线论文
测控技术与测控网络系统
学科设计（论文）
题目：
现场总线技术及其应用
——CAN总线
学生姓名：
学号：
专业班级：
指导教师：
年月日
一、摘要
在当今信息化，网络化新科技时代，网络测控技术已被广泛地应用于工业产品生产、自动控制、科学研究等方面，而且在工业、农业、家庭、医学、军事和空间科学技术等领域也发挥出它的强大功能。
而现场总线技术的不断进步不仅代表了测控技术的快速发展，同时也带动了各个领域向着更高一层的自动化、网络化、智能化不断前进。
而控制器局域网总线CAN的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。
由于其良好的性能及独特的设计,CAN总线越来越受到人们的重视，它在汽车领域上的应用是最广泛的。
CAN卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计，特别适合工业过程监控设备的互连，因此，越来越受到工业界的重视，并已公认为最有前途的现场总线之一。
本文以控制器局域网总线CAN为例，主要介绍了当今被广泛使用的CAN总线的基本原理，并通过诸多实例加以说明。
以空调为例构建了一个网络化的测控系统，为空调系统的发展提供一个实例。
最后又根据CAN总线的原理和功能总结了时下CAN总线的优缺点，同时根据CAN总线在实际生产生活中的应用情况对CAN总线的发展趋势做出了预测。
本文仅供读者参考。
关键词：
网络化测控系统；控制器局域网总线CAN；工作原理；应用；优缺点；
发展趋势；
二、当前网络化测控系统的现状和发展趋势
自跨入二十一世纪以来，信息化已成为了当今社会发展的趋势，全球都步入了一个信息化的时代。
而现代测控技术是集计算机技术、微电子技术、信息论、控制论、测量技术、传感技术等学科发展的产物，是这些学科在解决系统、设备、部件性能检测和故障诊断的技术问题中相结合的产物。
凡是需要进行性能测试和故障诊断的系统、设备、部件，均可以采用测控技术，它既适用于电系统也适用于非电系统。
电子设备的自动检测与机械设备的自动检测在基本原理上是一样的，均采用计算机/微处理器作控制器通过测试软件完成对性能数据的采集、变换、处理、显示/告警等操作程序，而达到对系统性能的测试和故障诊断的目的。
信息交换共享这个时代主题是测控系统的发展方向之一，所以，通过组建网络来形成使用测控系统已成为现代测控技术的发展趋势。
作为代表，测控仪器仪表单元微小型化、智能化日趋明显。
测控技术的两个方面，一个是测一个是控。
“测”是依靠传感器和信号传输电路，即测控电路；“控”则是依靠现代计算机的计算处理能力，根据数据得出相应结果，通过反馈等方式控制整个系统。
计算机已经成为测控技术中的中坚力量，于是，网络技术也就自然而然的越来越成为测控技术满足实际需求的关键支持。
但是不可否认，测控电路依然是测控技术发展的基础，和另一个重要的发展方向。
20世纪50年代初，计算机就开始应用于工业生产过程控制，控制理论与计算机技术的结合，产生了新型计算机控制系统，为自动控制系统的应用与发展开辟了新的阶段。
目前，应用较多的现代控制策略主要有自适应控制、变结构控制、鲁棒控制和预测控制等。
就应用而言，现代测控技术在当今社会的各个行业中,起着举足轻重的作用。
无论科学研究、产品质量及自动控制都需要检测。
例如现代检测技术的一个主要发展方向光电检测技术，它由于具有测量精度高、速度快、非接触、频宽与信息容量极大、信息效率极高以及自动化程度高等突出特点而广泛应用于工业、农业、家庭、医学、军事和空间科学技术等领域。
其中，现场仪表与控制室装置之间通信采用模拟信号4～20mA，数字控制仪表内部的信号处理为数字信号，但输入仍为4～20mA，控制装置之间和控制装置与上位计算机之间采用数字通信技术。
例如目前数字控制仪表，DCS系统，PLC系统，FCS系统等。
从20世纪80年代中期以来，CIMS日渐成为制造工业的热点。
其原因不仅在于CIMS具有提高生产率、缩短生产周期以及提高产品质量等一系列极有吸引力的有点，也不完全在于一些大公司采用CIMS取得了显著的经济效益，最根本的原因在于CIMS是在新的生产组织原理和概念指导下形成的一种新型生产模式。
世界上很多国家和企业把发展CIMS定为本国制造工业或企业的发展战略，制定了很多由政府和工业界支持的计划，用以推动CIMS的开发与应用。
但随着工业向大型、连续、综合化发展，所构成的系统会越来越复杂。
随着信息时代的发展，现代测控技术在追求仪表智能化的同时，还对其稳定性、可靠性和适应性要求也不断提高，相应的，随着技术发展，测控技术大量应用高新技术和新的科学研究成果，测控技术的技术指标与功能不断提高。
测控系统中，就控制仪表与装置涉及的面而言便是非常的广泛的，如DCS、PLC、新型控制仪表、变送器及执行器等都有自己的发展轨迹，但它们的发展都围绕着实现工厂整体自动化（FA）这个总目标，即将自动控制装置用于生产流程的整个操作过程，从开机到停机的全程控制及将控制、生产计划安排和工厂全面管理有机的结合起来，实现工厂整体的自动化、综合化、最佳化。
测量单元微小型化、智能化测量控制与仪器仪表大量采用新的传感器、大规模和超大规模集成电路、计算机及专家系统等信息技术产品，不断向微小型化、智能化发展，从目前出现的“芯片式仪器仪表”，“芯片实验室”、“芯片系统”等看，测量单元的微小型化和智能化将是长期发展趋势。
从应用技术看，微小型化和智能化测量单元的嵌入式连接和联网应用技术得到重视。
测控范围向立体化、全球化扩展，测量控制向系统化、网络化发展。
随着仪器仪表所测控的既定区域不断向立体化、全球化甚至星球的发展，仪器仪表和测控装置已不再呈单个装置形式，它必然向测控装置系统化、网络化方向发展。
例如一个大型水电站的测控系统，仅检测大坝安全性的传感器就达数千个，此外各个发电机组状态及水位情况的检测控制点（I/O测控点）将超过万点，要达到大型水电站的正常发电和送电，必须将各个测控点的测控装置形成一个有机的测控网络系统。
又例如卫星测控系统，运载火箭上配置的各种传感器就达到数千，而卫星上各种测控装置构成一个完整的自动测控系统，然后和多个地面站的测控系统构成一个广域测控系统。
三、CAN总线的基本原理
控制器局域网总线（CAN，ControllerAreawork）是一种用于实时应用的串行通讯协议
升级会员 