第二章 現(xiàn)場總線概述

1、現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線（Fieldbus）技術(shù)概述技術(shù)概述本章內(nèi)容本章內(nèi)容第一節(jié)、現(xiàn)場總線簡介第二節(jié)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS第三節(jié)、現(xiàn)場總線在工業(yè)控制過程中的應(yīng)用第四節(jié)、第四節(jié)、現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展趨勢現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展趨勢第一節(jié)第一節(jié) 現(xiàn)場總線簡介現(xiàn)場總線簡介1.1 概念概念網(wǎng)絡(luò)節(jié)點：測量控制設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測計算機傳輸介質(zhì)總線協(xié)議在測量控制設(shè)備之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信的技術(shù)在測量控制設(shè)備之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信的技術(shù)現(xiàn)場總線 （Field Bus）FB-NET的特點：設(shè)備之間采用網(wǎng)絡(luò)式連接的特點：設(shè)備之間采用網(wǎng)絡(luò)式連接系統(tǒng)的開放性互可操作性通信的實時性與準(zhǔn)確性現(xiàn)場設(shè)備的智能與功能自治性對現(xiàn)場

2、環(huán)境的適應(yīng)性1.2 FB_NET通用現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通用現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)FB_NETControlNet和和Ethernet/IP現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)FB_NETProfibusProfibus現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線FB_NETP-NET現(xiàn)場總線FB_NETHSE HSE （High Speed EthernetHigh Speed Ethernet）采用高速以太）采用高速以太網(wǎng)技術(shù)開發(fā)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)H2H2現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線FB_NETWorldFIP現(xiàn)場總線物理層采用物理層采用IEC61158.2標(biāo)準(zhǔn)，它廣泛應(yīng)用于發(fā)電與輸配電、加工自動化、鐵路標(biāo)準(zhǔn)，它廣泛應(yīng)用于發(fā)電與輸配電、加工自

3、動化、鐵路運輸、地鐵和過程自動化領(lǐng)域。系統(tǒng)分為三級，即過程級、控制級和監(jiān)控級運輸、地鐵和過程自動化領(lǐng)域。系統(tǒng)分為三級，即過程級、控制級和監(jiān)控級FB_NETH1總線支持多種傳輸媒體：雙絞線、電纜、光纜和無線媒體。傳輸速率為31.25Kbps，通信距離最大為1 900米。該總線支持總線供電和本質(zhì)安全。 協(xié)議由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層以及考慮到現(xiàn)場裝置的控制功能和具體應(yīng)用而增加的用戶層組成。FB_NETPROFI netPROFI net現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線將工廠自動化和企業(yè)信息管理層將工廠自動化和企業(yè)信息管理層IT技術(shù)有機地融為一技術(shù)有機地融為一體，使用的體，使用的Ethernet TCP/IP技術(shù)

4、技術(shù)FB_NET有什么想法？有什么想法？ 暈眩木有？暈眩木有？FB_NET總結(jié)下總結(jié)下 上述上述 FB-NET 的共同點的共同點 都有什么？都有什么？ 1.2 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的特征現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的特征 雙向雙向 串行串行 多節(jié)點多節(jié)點 全數(shù)字全數(shù)字 開放標(biāo)準(zhǔn)開放標(biāo)準(zhǔn) 自動化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)自動化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)傳統(tǒng)方式傳統(tǒng)方式: :現(xiàn)場級設(shè)備與控制器之間連接采用一對現(xiàn)場級設(shè)備與控制器之間連接采用一對一的一的I/OI/O接線方式，傳遞接線方式，傳遞4-20mA4-20mA或或24VDC24VDC信號。信號。模擬儀表的缺點模擬儀表的缺點v一對一結(jié)構(gòu)一對一結(jié)構(gòu) 一對傳輸線，一臺儀表，單向傳輸一一對傳

5、輸線，一臺儀表，單向傳輸一個信號個信號 安裝接線龐雜，工程費用高，維護困難安裝接線龐雜，工程費用高，維護困難v可靠性差可靠性差 模擬信號傳輸易受干擾，精度低模擬信號傳輸易受干擾，精度低采用數(shù)字式通采用數(shù)字式通信方式取代設(shè)信方式取代設(shè)備級的備級的4-20mA4-20mA( (模擬量模擬量)/)/24VDC(24VDC(開關(guān)量開關(guān)量) )信號；使用一信號；使用一根電纜連接所根電纜連接所有現(xiàn)場設(shè)備。有現(xiàn)場設(shè)備。1.2 現(xiàn)場總線的現(xiàn)場總線的主要特征主要特征 1.3 FCS的特征 FCS的信號傳輸實現(xiàn)了全數(shù)字化、雙向、串行、多節(jié)點 FCS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是全分散式，它廢棄了DCS的輸入輸出單元和控制站，由現(xiàn)場

6、設(shè)備或現(xiàn)場儀表取而代之 FCS的現(xiàn)場設(shè)備具有互操作性 FCS的通信網(wǎng)絡(luò)為開放式互連網(wǎng)絡(luò)，既可同層網(wǎng)絡(luò)互連，也可與不同層網(wǎng)絡(luò)互連，用戶可極方便地共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源 對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性1.4 現(xiàn)場總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點現(xiàn)場總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點 傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型1.4 現(xiàn)場總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型現(xiàn)場總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型1.4 現(xiàn)場智能儀表內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型現(xiàn)場智能儀表內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型 現(xiàn)場總線簡介小結(jié)現(xiàn)場總線定義 （Field Bus）現(xiàn)場總線通信協(xié)議現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS） ISA SP50（美國儀表協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)）中對現(xiàn)場總線的定義 現(xiàn)場總線是一種串行的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信鏈路，它溝通了過程控制領(lǐng)域的基

7、本控制設(shè)備（即場地級設(shè)備）之間以及與更高層次自動控制領(lǐng)域的自動化控制設(shè)備（即車間級設(shè)備）之間的聯(lián)系 國際電工委員會IEC標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場總線基金會FF的定義 現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)場總線一般采用國際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO的開放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）協(xié)議，OSI協(xié)議是為計算機聯(lián)網(wǎng)而制定的7層參考模型，只要網(wǎng)絡(luò)中所有要處理的要素都是通過共同的路徑進行通信的，那么不管它是不是計算機網(wǎng)絡(luò)都可以使用該協(xié)議 各廠家在實際制定自己的通信協(xié)議時，往往依據(jù)側(cè)重點的不同，僅實現(xiàn)該7層協(xié)議的子集是用現(xiàn)場總線這一開放的、具有互操作性的網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場各個控制器和儀表及儀表設(shè)備互聯(lián)，

8、構(gòu)成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，同時控制功能徹底下放到現(xiàn)場，降低了安裝成本和維修費用。 FCS實質(zhì)上是一種開放的、具有互操作性的、徹底分散的分布式控制系統(tǒng) 1.5 現(xiàn)場總線的發(fā)展歷程 全功能數(shù)字網(wǎng)絡(luò) 提供從物理層到用戶層的所有功能，標(biāo)準(zhǔn)化工作比較完善 傳感器網(wǎng)絡(luò) 以CAN（Controller Area Network）網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的現(xiàn)場總線 數(shù)字信號串行線 最簡單的數(shù)據(jù)總線，不提供應(yīng)用層和用戶層 現(xiàn)場總線的分類工業(yè)過程控制系統(tǒng)的發(fā)展工業(yè)過程控制系統(tǒng)的發(fā)展50年代基地式氣動儀表控制系統(tǒng)年代基地式氣動儀表控制系統(tǒng)50年代末年代末420mA電動模擬信號控制系統(tǒng)電動模擬信號控制系統(tǒng)60年代計算機控制系統(tǒng)年代計算

9、機控制系統(tǒng)70年代中期年代中期DCS（集散控制系統(tǒng)）（集散控制系統(tǒng)）80年代年代FCS（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）I/O4-20 mAAnalyzerPLC4-20 mA控制站控制站操作站操作站LAN工業(yè)過程控制系統(tǒng)的發(fā)展工業(yè)過程控制系統(tǒng)的發(fā)展DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) DCS DCS系統(tǒng)將現(xiàn)場傳感器、儀表信號與控制站直接相連，每系統(tǒng)將現(xiàn)場傳感器、儀表信號與控制站直接相連，每條線路只能傳輸一路信號，布線復(fù)雜，連接可靠性差。一旦控條線路只能傳輸一路信號，布線復(fù)雜，連接可靠性差。一旦控制站出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)將無法運行。制站出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)將無法運行。TDC-3000計算機局部控制網(wǎng)絡(luò)計算

10、機局部控制網(wǎng)絡(luò)TDC-3000計算機局部控制網(wǎng)絡(luò)計算機局部控制網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)場總線技術(shù)始發(fā)于二十世紀(jì)八十年代，但對該項現(xiàn)場總線技術(shù)始發(fā)于二十世紀(jì)八十年代，但對該項 技術(shù)的開發(fā)之熱是技術(shù)的開發(fā)之熱是近二十年之舉近二十年之舉 現(xiàn)場總線技術(shù)現(xiàn)場總線技術(shù) 與與PLCPLC同時出現(xiàn)的、同時出現(xiàn)的、Culter-HammerCulter-Hammer推出的推出的DirectrolDirectrol1.5 現(xiàn)場總線的發(fā)展歷程Why？1.5 現(xiàn)場總線的發(fā)展歷程現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)化工作的現(xiàn)狀現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)化工作的現(xiàn)狀Why？1.5 現(xiàn)場總線的發(fā)展歷程 最早成為國際標(biāo)準(zhǔn)的是最早成為國際標(biāo)準(zhǔn)的是CANCAN，它屬于，它屬于ISO

11、ISO標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：ISO11898 ISO11898 IEC/17BIEC/17B為負(fù)責(zé)制定低壓開關(guān)裝置與控制裝置用控制設(shè)為負(fù)責(zé)制定低壓開關(guān)裝置與控制裝置用控制設(shè)備之間的接口標(biāo)準(zhǔn)的組織備之間的接口標(biāo)準(zhǔn)的組織, ,已通過的已通過的IEC 62026IEC 62026國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)包括。包括。 第第2 2部分部分ASIASI 第第3 3部分部分 DeviceNetDeviceNet； 第第4 4部分智能分布式系統(tǒng)部分智能分布式系統(tǒng)SDSSDS（Smart Distributed Smart Distributed SystemSystem）; ; 第第5 5部分部分Seriplex Seripl

12、ex 其它有實力、有發(fā)展前景的控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)其它有實力、有發(fā)展前景的控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 工業(yè)以太網(wǎng)；工業(yè)以太網(wǎng)；LonWorksLonWorks；ModbusModbus；藍(lán)牙、無線局域網(wǎng)；藍(lán)牙、無線局域網(wǎng)；消費電子總線消費電子總線CEBusCEBus；光總線等；光總線等； （過渡型總線（過渡型總線HARTHART） 現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)化工作的現(xiàn)狀現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)化工作的現(xiàn)狀1.5 現(xiàn)場總線的發(fā)展歷程 現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線可采用多種介質(zhì)（多種有線和無線方式）傳送數(shù)可采用多種介質(zhì)（多種有線和無線方式）傳送數(shù)字信號。在兩根導(dǎo)線上可掛接多至幾十個自控設(shè)備，能節(jié)字信號。在兩根導(dǎo)線上可掛接多至幾十個自控設(shè)備，能節(jié)省大量線纜、

13、槽架、連接件。減少系統(tǒng)設(shè)計、安裝、維護省大量線纜、槽架、連接件。減少系統(tǒng)設(shè)計、安裝、維護的工作量的工作量 現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線形成真正分散在現(xiàn)場的完整控制系統(tǒng)，提高了控形成真正分散在現(xiàn)場的完整控制系統(tǒng)，提高了控制系統(tǒng)運行的可靠性。豐富了控制設(shè)備的信息內(nèi)容，提供制系統(tǒng)運行的可靠性。豐富了控制設(shè)備的信息內(nèi)容，提供了如閥門動作次數(shù)、故障診斷等信息。了如閥門動作次數(shù)、故障診斷等信息。 為控制信息進入公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了條件，溝通了現(xiàn)場控為控制信息進入公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了條件，溝通了現(xiàn)場控制設(shè)備之間及其與更高控制管理層網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系制設(shè)備之間及其與更高控制管理層網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系, ,便于實便于實現(xiàn)管控一體化現(xiàn)管控

14、一體化 控制網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，控制網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，便于便于實現(xiàn)信號的遠(yuǎn)程傳送與實現(xiàn)信號的遠(yuǎn)程傳送與異地遠(yuǎn)程自動控制異地遠(yuǎn)程自動控制?，F(xiàn)場總線的技術(shù)特點現(xiàn)場總線的技術(shù)特點1.5 現(xiàn)場總線的發(fā)展歷程1.6 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)及控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)及控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線的結(jié)構(gòu)圖現(xiàn)場總線的結(jié)構(gòu)圖發(fā)送設(shè)備傳輸介質(zhì)接收設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信 在應(yīng)用中一般指計算機通信在應(yīng)用中一般指計算機通信 工業(yè)數(shù)據(jù)通信工業(yè)數(shù)據(jù)通信 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)傳遞數(shù)據(jù)信息傳遞數(shù)據(jù)信息 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò) 采用多節(jié)點，串行數(shù)據(jù)通信

15、方式采用多節(jié)點，串行數(shù)據(jù)通信方式FB 數(shù)據(jù)傳輸總線分類數(shù)據(jù)傳輸總線分類 傳感器總線傳感器總線 數(shù)據(jù)位級數(shù)據(jù)位級 ASI總線總線 設(shè)備總線設(shè)備總線 字節(jié)級字節(jié)級 CAN總線總線 現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線 數(shù)據(jù)塊級數(shù)據(jù)塊級 PROFIBUS FB 控控 制制 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 將多個分散在生產(chǎn)現(xiàn)場，具有數(shù)字通信將多個分散在生產(chǎn)現(xiàn)場，具有數(shù)字通信能力的測量控制儀表作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，采能力的測量控制儀表作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，采用公開、規(guī)范的通信協(xié)議，以現(xiàn)場總線用公開、規(guī)范的通信協(xié)議，以現(xiàn)場總線作為通信連接的紐帶，把現(xiàn)場控制設(shè)備作為通信連接的紐帶，把現(xiàn)場控制設(shè)備連接成可以相互溝通信息，共同完成自連接成可以相互溝通信息，共同完成自

16、控任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)?？厝蝿?wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng) 采用開放式數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)采用開放式數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)集成的測量控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)集成的測量控制系統(tǒng)單個分散的測量控制設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點單個分散的測量控制設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點現(xiàn)場總線為紐帶現(xiàn)場總線為紐帶構(gòu)成共同完成任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)構(gòu)成共同完成任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)場測量控制設(shè)備之間的信息共享實現(xiàn)現(xiàn)場測量控制設(shè)備之間的信息共享現(xiàn)場總線的最大優(yōu)勢現(xiàn)場總線的最大優(yōu)勢構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點 改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)

17、的結(jié)構(gòu)形式 采用總線式串行通信采用總線式串行通信 現(xiàn)場設(shè)備具備數(shù)字計算和數(shù)字通信能現(xiàn)場設(shè)備具備數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，提高了信號的測量、控制和傳輸力，提高了信號的測量、控制和傳輸精度。精度。第二節(jié)第二節(jié) 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS現(xiàn)場總線是一種控制系統(tǒng)框架現(xiàn)場總線是一種控制系統(tǒng)框架 一種全新的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即一種全新的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即: 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS (Fieldbus Control System) 代替了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)DCS 實現(xiàn)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成實現(xiàn)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成FCS控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)備層設(shè)備層控制層

18、控制層Level of Data Integration信息自動化機器企業(yè)ModularOpenEmbedded信息層信息層羅克韋爾推出的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)InternetPhotoelectricSensorEtherNetControlNetTMDeviceNetTMInformationDevice ControlComputer 2 Computer 1Controller4Controller3Controller1Controller2Bar Code ReaderSmart Speed ControllerHMIOperatorInterfaceI/OI/ORemote A

19、ccessRouter DeviceDisplay StationFCS控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)FCS控制系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)組成1999 User Training 2 1999 Fieldbus Foundation減減少少了了接接線線與與安安裝裝傳傳統(tǒng)統(tǒng)的的4-20 mA儀儀表表接接線線方方式式,對對每每一一設(shè)設(shè)備備，均均需需配配置置一一個個本本安安柵柵，一一對對接接線線4-20 mAISISISIS多多臺臺設(shè)設(shè)備備可可以以共共用用一一個個本本安安柵柵，一一對對接接線線ISFieldbus現(xiàn)場總線系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)比較現(xiàn)場總線系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)比較簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)場總線系統(tǒng)與傳

20、統(tǒng)控制系統(tǒng)比較現(xiàn)場總線系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)比較第三節(jié)、第三節(jié)、現(xiàn)場總線技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)在工業(yè)控制過程中的應(yīng)用控制過程中的應(yīng)用1. 現(xiàn)場總線的應(yīng)用概述現(xiàn)場總線的應(yīng)用概述 現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，凡屬設(shè)備間現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，凡屬設(shè)備間需要數(shù)據(jù)通信的場合都需要它需要數(shù)據(jù)通信的場合都需要它 連續(xù)、離散制造業(yè)，如電力、石化、冶金、紡織、造連續(xù)、離散制造業(yè)，如電力、石化、冶金、紡織、造紙，過程自動化儀表；火車、汽車、輪船、機器人、紙，過程自動化儀表；火車、汽車、輪船、機器人、數(shù)控機床；智能傳感器數(shù)控機床；智能傳感器 樓宇自控、倉儲；樓宇自控、倉儲； 智能交通、環(huán)境監(jiān)測（大氣、水污

21、染監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)）智能交通、環(huán)境監(jiān)測（大氣、水污染監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)） 農(nóng)、林、水利、養(yǎng)殖等農(nóng)、林、水利、養(yǎng)殖等 其技術(shù)與產(chǎn)品在工業(yè)控制計算機、測控板卡、儀其技術(shù)與產(chǎn)品在工業(yè)控制計算機、測控板卡、儀器儀表、系統(tǒng)集成、應(yīng)用系統(tǒng)等領(lǐng)域都有良好的器儀表、系統(tǒng)集成、應(yīng)用系統(tǒng)等領(lǐng)域都有良好的發(fā)展前景發(fā)展前景 現(xiàn)代企業(yè)系統(tǒng)構(gòu)成及運行機制現(xiàn)代企業(yè)系統(tǒng)構(gòu)成及運行機制2 現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)代企業(yè)的分層體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)代企業(yè)的分層體系結(jié)構(gòu) 層次層次機構(gòu)機構(gòu)管理控制范圍管理控制范圍職責(zé)職責(zé)基本功能基本功能6 6公司級公司級公司全面管理公司全面管理完成公司的任務(wù)、完成公司的任務(wù)、進行全面管理進行全面管理公司管理、財務(wù)、市場

22、和銷售、研究與公司管理、財務(wù)、市場和銷售、研究與開發(fā)開發(fā)5 5工廠級工廠級計劃、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)實現(xiàn)企業(yè)功能，計實現(xiàn)企業(yè)功能，計劃和調(diào)度生產(chǎn)劃和調(diào)度生產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計和工藝、廠級生產(chǎn)管理、廠級產(chǎn)品設(shè)計和工藝、廠級生產(chǎn)管理、廠級資源管理、廠級設(shè)備管理、廠級產(chǎn)品制資源管理、廠級設(shè)備管理、廠級產(chǎn)品制造造4 4車間部門車間部門分配管理原材料和資源分配管理原材料和資源協(xié)調(diào)生產(chǎn)和提供作協(xié)調(diào)生產(chǎn)和提供作業(yè)，獲取并分配資業(yè)，獲取并分配資源源部門級生產(chǎn)管理、部門級資源管理、部部門級生產(chǎn)管理、部門級資源管理、部門級設(shè)備管理、部門級產(chǎn)品制造、裝運門級設(shè)備管理、部門級產(chǎn)品制造、裝運發(fā)貨、廢次品處理發(fā)貨、廢次品處理3 3單元級

23、單元級協(xié)調(diào)多臺機器的運轉(zhuǎn)和協(xié)調(diào)多臺機器的運轉(zhuǎn)和操作操作編排和管理車間下編排和管理車間下發(fā)的作業(yè)，監(jiān)督各發(fā)的作業(yè)，監(jiān)督各種支持服務(wù)種支持服務(wù)單元級車間生產(chǎn)單元級車間生產(chǎn)2 2工作站級工作站級發(fā)送機器工作命令發(fā)送機器工作命令控制和協(xié)調(diào)車間控制和協(xié)調(diào)車間設(shè)備的工作設(shè)備的工作工作站級車間生產(chǎn)工作站級車間生產(chǎn)實現(xiàn)對車間設(shè)備的實現(xiàn)對車間設(shè)備的各種命令各種命令2 現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 企業(yè)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)企業(yè)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)2 現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本組成企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本組成2 現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)企業(yè)網(wǎng)的實現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)的實現(xiàn)2 現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)全分布、

24、網(wǎng)絡(luò)集成式控制系統(tǒng)全分布、網(wǎng)絡(luò)集成式控制系統(tǒng)FCS形成的現(xiàn)場控制層形成的現(xiàn)場控制層PT101PV101PIC101FFFFFFAIPIDAOLAS2 現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備現(xiàn)場設(shè)備控制控制局域網(wǎng)NT 服務(wù)器Internet監(jiān)控工作站其它工作站現(xiàn)場總線接口差 壓 變 送 器調(diào) 節(jié) 閥差 壓 變 送 器差 壓 變 送 器溫 度 變 送 器企業(yè)管理層（數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)）過程監(jiān)控層（數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)）現(xiàn)場控制層（控制網(wǎng)絡(luò)）現(xiàn)場總線網(wǎng)段3. 企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的三個層次企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的三個層次（流程性企業(yè)）（流程性企業(yè)）功能結(jié)構(gòu)功能結(jié)構(gòu)- -三個層次三個層次3. 企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的三個層次企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的三個層次（

25、制造型企業(yè)）（制造型企業(yè)）功能結(jié)構(gòu)功能結(jié)構(gòu)- -三個層次分散與集成三個層次分散與集成制造執(zhí)行層MES現(xiàn)場控制層FCS企業(yè)資源歸化層3. 企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的三個層次企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的三個層次（制造加工型企業(yè)）（制造加工型企業(yè)）機組控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)機組控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用（）現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用（）組成：組成：DCS和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)DCS控制器通過控制器通過Profibus實現(xiàn)對實現(xiàn)對智能變送器、執(zhí)行器和本地控制智能變送器、執(zhí)行器和本地控制器之間的實時數(shù)據(jù)通信。器之間的實時數(shù)據(jù)通信。Profibus-DP設(shè)備：電動執(zhí)行機構(gòu)、設(shè)備：電動執(zhí)行機構(gòu)、電動機、閥。電動機、閥。Profibus-

26、PA設(shè)備：氣動定位器、設(shè)備：氣動定位器、壓力變送器。壓力變送器?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和就地設(shè)備控制。和就地設(shè)備控制。華能華能 九臺電廠九臺電廠 2660MW機組鍋爐機組鍋爐現(xiàn)場總線技術(shù)的智能汽車現(xiàn)場總線技術(shù)的智能汽車（SAE-J1939）現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用（）現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用（）監(jiān)視屏（駕駛室）終端器發(fā)動機變速器網(wǎng)橋終端器終端器終端器終端器終端器剎車系統(tǒng)減速器路由器網(wǎng)橋剎車照明車軸/懸梁終端器終端器至下一拖車250Kbps拖車子網(wǎng)250Kbps專用子網(wǎng)牽引車子網(wǎng)250Kbps250Kbps牽引車拖車現(xiàn)場總線技術(shù)的智能汽車現(xiàn)場總線技術(shù)的智能汽車（SAE-J193

27、9）現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用（）現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用（）現(xiàn)場總線技術(shù)的控制系統(tǒng)（現(xiàn)場總線技術(shù)的控制系統(tǒng)（電力、冶金、機械加工行業(yè)）電力、冶金、機械加工行業(yè)）現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用（）現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用（）現(xiàn)場總線技術(shù)的汽車運輸管理現(xiàn)場總線技術(shù)的汽車運輸管理數(shù)據(jù)語音混合通信應(yīng)用數(shù)據(jù)語音混合通信應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用（）現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用（）基陣線導(dǎo)系統(tǒng)戰(zhàn)斗部或操雷、內(nèi)測供電系統(tǒng)控制舵機鰭舵動力系統(tǒng)控制系統(tǒng)自導(dǎo)系統(tǒng)引信接收線圈爆發(fā)器引信輻射線圈螺旋槳燃料倉燃燒室現(xiàn)場總線技術(shù)的智能水下航行器現(xiàn)場總線技術(shù)的智能水下航行器 （AUV）現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用（）現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用（）現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用（）現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用（） 基于基于Lo

28、nWorks技術(shù)的智能樓宇、連鎖酒店系統(tǒng)技術(shù)的智能樓宇、連鎖酒店系統(tǒng)第四節(jié)、第四節(jié)、現(xiàn)場總線技術(shù)的現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢 1.注重系統(tǒng)的開放性注重系統(tǒng)的開放性 封閉、自成一體的系統(tǒng)定會消亡封閉、自成一體的系統(tǒng)定會消亡 2.注重應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備間的互操作性注重應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備間的互操作性 早期的總線技術(shù)多注重在通信協(xié)議上，而近年來其技術(shù)早期的總線技術(shù)多注重在通信協(xié)議上，而近年來其技術(shù)發(fā)展逐漸轉(zhuǎn)向應(yīng)用與用戶層的相關(guān)規(guī)范，如設(shè)備描述、發(fā)展逐漸轉(zhuǎn)向應(yīng)用與用戶層的相關(guān)規(guī)范，如設(shè)備描述、標(biāo)準(zhǔn)功能塊等。標(biāo)準(zhǔn)功能塊等。 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備間的互連不只要完成數(shù)據(jù)通信，還要構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備間的互連不只要完成數(shù)據(jù)通信，還要構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，形成測量控制應(yīng)用系統(tǒng)，而控制網(wǎng)絡(luò)，形成測量控制應(yīng)用系統(tǒng)，而應(yīng)用與用戶層規(guī)應(yīng)用與用戶層規(guī)范與設(shè)備間的互可操作性直接相關(guān)范與設(shè)備間的互可操作性直接相關(guān)。設(shè)備間的互操作依設(shè)備間的互操作依靠應(yīng)用層協(xié)議靠應(yīng)用層協(xié)議 CANCAN是封裝在芯片中的通信協(xié)議；是封裝在芯片中的通信協(xié)議； 485485