发表于：2001/11/25 21:44:00
#0楼
现场总线是一种串行的数字数据通信链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备(即现场级设备)之间以及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。
一个简单的现场总线控制系统的实例。该系统主要包括一些实际应用的设备，如PLC、扫描器、电源、输入输出站和终端电阻等。其他系统也可以包括变频器、直流调速装置和人机界面等。
主控器：可以是PLC或PC，通过总线接口实现对整个系统进行管理和控制。
总线接口：有时可以称为扫描器，可以是分别的卡件，也可以集成在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。
输入输出节点：在该实例中第一个节点是8通道的输入节点。虽然输入有许多不同的类型，在应用中最常用的是24V直流的2线、3线传感器或机械触点。该节点具有IP67的防护等级，有防水、防尘及抗振动等特性，适合于直接安装在现场。
另一个节点是端子式节点，独立的输入/输出端子块安装在DIN导轨上，并连接着一个总线耦合器。该总线耦合器是连接总线的网关。这种类型的节点是开放式的结构，其防护等级为IP20，它必须安装在机箱中。端子式输入/输出系统包含有许多种开关量与模拟量输入/输出模块，以及串行通信，高速计数与监控模块。端子式输入/输出系统可以独立使用，也可以结合使用。
节点地址3是一个输出站。连接一个辅助电源，该电源用于驱动电磁阀和其他的电器设备。通过将辅助电源与总线电源分开可以极大地降低在总线信号中的噪声。另外大部分总线节点可以诊断出电器设备中的短路状态并且报告给主控器，即使发生短路也不会影响整个系统的通信。
节点地址4连接的是一个带有总线通信接口的智能型光电传感器。这说明，普通传感器等现场装置可以通过输入输出模块连接到现场总线系统中，也可以单独装入总线通信接口，连接到总线系统中。
总线电缆和终端电阻：总线电缆一般分为主干缆和分支电缆。各种总线协议对于总线电缆的长度都有所规定，不同的通信波特率，对应不同的总线电缆长度。同时，分支电缆的长度也是有所限制的。
网络的最后部分是终端电阻。在一些总线系统中，这个终端电阻只是连接到两数据线的简单电阻。它是用来吸收网络信号传输过程中的剩余能量。
从上面的现场总线控制系统的实例中可以看出，与传统的PLC点对点的控制方法相比，现场总线控制系统具有无可比拟的优势。其特点包括：
(1)具有较高的性能价格比。系统综合成本及安装费用减少40%。
由原来的几百根，甚至几千根控制电缆减少到一根总线电缆，从而使接线端子、电缆桥架等附件也大幅度地减少。
设计、安装、调试及维护的费用大幅度地减少。维护和改造的停工时间减少60%。原来繁琐的原理图、布线图设计变得简单易行；标准接插件快速、简便的安装；强大的故障诊断能力，使系统的调试和维护变得轻松和愉快。
(2)系统性能大幅度的提高，使控制系统的档次跨越了一个台阶。
可靠的数据传输，快速的数据响应，强大的抗干扰能力。许多总线在通信介质、信息检验、信息纠错和重复地址检测等方面都有严格的规定，从而确保总线通信快速、安全可靠的进行。
自动诊断、显示故障位置。诊断包括总线节点的通信故障、电源故障，以及现场装置和连接件的断路、短路故障，从而迅速发现系统的各种故障位置和状态。
采用数字信号通信，有效提高系统的测量和控制精度。各种开关量、模拟量信号就近转变为数字信号，避免了信号的衰减和变形。
许多总线节点具有IP67的防护等级，具有防水、防尘及抗振动的特性，可以直接安装于工业设备上，大量减少了现场接线箱，使系统美观而实用。
本质安全型总线，更加适合直接安装于石油、化工等危险防爆场所，减少系统发生危险的可能性。
--《电气时代》
一个简单的现场总线控制系统的实例。该系统主要包括一些实际应用的设备，如PLC、扫描器、电源、输入输出站和终端电阻等。其他系统也可以包括变频器、直流调速装置和人机界面等。
主控器：可以是PLC或PC，通过总线接口实现对整个系统进行管理和控制。
总线接口：有时可以称为扫描器，可以是分别的卡件，也可以集成在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。
输入输出节点：在该实例中第一个节点是8通道的输入节点。虽然输入有许多不同的类型，在应用中最常用的是24V直流的2线、3线传感器或机械触点。该节点具有IP67的防护等级，有防水、防尘及抗振动等特性，适合于直接安装在现场。
另一个节点是端子式节点，独立的输入/输出端子块安装在DIN导轨上，并连接着一个总线耦合器。该总线耦合器是连接总线的网关。这种类型的节点是开放式的结构，其防护等级为IP20，它必须安装在机箱中。端子式输入/输出系统包含有许多种开关量与模拟量输入/输出模块，以及串行通信，高速计数与监控模块。端子式输入/输出系统可以独立使用，也可以结合使用。
节点地址3是一个输出站。连接一个辅助电源，该电源用于驱动电磁阀和其他的电器设备。通过将辅助电源与总线电源分开可以极大地降低在总线信号中的噪声。另外大部分总线节点可以诊断出电器设备中的短路状态并且报告给主控器，即使发生短路也不会影响整个系统的通信。
节点地址4连接的是一个带有总线通信接口的智能型光电传感器。这说明，普通传感器等现场装置可以通过输入输出模块连接到现场总线系统中，也可以单独装入总线通信接口，连接到总线系统中。
总线电缆和终端电阻：总线电缆一般分为主干缆和分支电缆。各种总线协议对于总线电缆的长度都有所规定，不同的通信波特率，对应不同的总线电缆长度。同时，分支电缆的长度也是有所限制的。
网络的最后部分是终端电阻。在一些总线系统中，这个终端电阻只是连接到两数据线的简单电阻。它是用来吸收网络信号传输过程中的剩余能量。
从上面的现场总线控制系统的实例中可以看出，与传统的PLC点对点的控制方法相比，现场总线控制系统具有无可比拟的优势。其特点包括：
(1)具有较高的性能价格比。系统综合成本及安装费用减少40%。
由原来的几百根，甚至几千根控制电缆减少到一根总线电缆，从而使接线端子、电缆桥架等附件也大幅度地减少。
设计、安装、调试及维护的费用大幅度地减少。维护和改造的停工时间减少60%。原来繁琐的原理图、布线图设计变得简单易行；标准接插件快速、简便的安装；强大的故障诊断能力，使系统的调试和维护变得轻松和愉快。
(2)系统性能大幅度的提高，使控制系统的档次跨越了一个台阶。
可靠的数据传输，快速的数据响应，强大的抗干扰能力。许多总线在通信介质、信息检验、信息纠错和重复地址检测等方面都有严格的规定，从而确保总线通信快速、安全可靠的进行。
自动诊断、显示故障位置。诊断包括总线节点的通信故障、电源故障，以及现场装置和连接件的断路、短路故障，从而迅速发现系统的各种故障位置和状态。
采用数字信号通信，有效提高系统的测量和控制精度。各种开关量、模拟量信号就近转变为数字信号，避免了信号的衰减和变形。
许多总线节点具有IP67的防护等级，具有防水、防尘及抗振动的特性，可以直接安装于工业设备上，大量减少了现场接线箱，使系统美观而实用。
本质安全型总线，更加适合直接安装于石油、化工等危险防爆场所，减少系统发生危险的可能性。
--《电气时代》
