現(xiàn)場總線與PLC網(wǎng)絡通信圖解項目化教程PPT課件-項目001

1、現(xiàn)場總線與現(xiàn)場總線與PLC網(wǎng)絡通信網(wǎng)絡通信 圖解項目化教程圖解項目化教程n 鄭長山 主編n圖解化標注，項目化實施，按步驟講解n重點講解西門子現(xiàn)場總線PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)、MPI及PPI通信應用。n配備鞏固練習題、習題參考答案以及PPT課件和教案項目項目1 認識現(xiàn)場總線認識現(xiàn)場總線n1.1 項目要求及學習目標項目要求及學習目標n1. 掌握現(xiàn)場總線定義n2. 理解現(xiàn)場總線本質(zhì)n3. 理解現(xiàn)場總線網(wǎng)絡實現(xiàn)n4. 熟悉現(xiàn)場總線的結(jié)構與技術特點n5. 理解現(xiàn)場總線的優(yōu)點、現(xiàn)狀及發(fā)展方向n6. 了解幾種流行的現(xiàn)場總線1.2 相關知識相關知識n1.2.1 現(xiàn)場總線定義現(xiàn)場總線定義n國際電工委員會在I

2、EC61158中給現(xiàn)場總線下了定義，定義的描述是：安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線（Fieldbus）。1.2.2 現(xiàn)場總線的本質(zhì)現(xiàn)場總線的本質(zhì)n1. 現(xiàn)場設備互聯(lián)現(xiàn)場設備互聯(lián)n2. 現(xiàn)場通信網(wǎng)絡現(xiàn)場通信網(wǎng)絡n作為一種數(shù)字式通信網(wǎng)絡一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場設備，使得現(xiàn)場設備互連、現(xiàn)場設備與外界網(wǎng)絡互連，從而構成企業(yè)信息網(wǎng)絡，完成生產(chǎn)現(xiàn)場到控制層和管理層之間的信息傳遞。n 3. 互操作性互操作性n所謂互操作性是指來自不同廠家的設備可以相互通信，并且可以在多廠家的環(huán)境中完成功能的能力。n4. 分散功能塊分散功能塊n5. 現(xiàn)場總線供電

3、現(xiàn)場總線供電n6. 開放式互聯(lián)網(wǎng)絡開放式互聯(lián)網(wǎng)絡1.2.3 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡的實現(xiàn)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡的實現(xiàn)n 現(xiàn)場總線的基礎是數(shù)字通信，通信就必須有協(xié)議。從這個意義上講，現(xiàn)場總線就是一個定義了硬件接口和通信協(xié)議的標準。國際標準化組織（ISO）的開放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）協(xié)議，是為計算機互聯(lián)網(wǎng)而制定的七層參考模型，它對任何網(wǎng)絡都是適用的。 1.2.4 現(xiàn)場總線結(jié)構特點現(xiàn)場總線結(jié)構特點傳統(tǒng)控制系統(tǒng)實例傳統(tǒng)控制系統(tǒng)實例現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實例例1.2.5 現(xiàn)場總線的技術特點現(xiàn)場總線的技術特點n1. 開放性開放性n2. 系統(tǒng)結(jié)構的高度分散性系統(tǒng)結(jié)構的高度分散性n3. 互可操作性與互用性互可操作性與互用

4、性n4. 現(xiàn)場設備的智能化與功能自治性現(xiàn)場設備的智能化與功能自治性n5. 對環(huán)境的適應性對環(huán)境的適應性1.2.6 現(xiàn)場總線的優(yōu)點現(xiàn)場總線的優(yōu)點n1. 節(jié)省硬件數(shù)量與投資節(jié)省硬件數(shù)量與投資n2. 節(jié)省安裝費用節(jié)省安裝費用n3. 節(jié)省維護費用節(jié)省維護費用n4. 用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權n5. 提高了系統(tǒng)的準確性和可靠性提高了系統(tǒng)的準確性和可靠性1.2.7 現(xiàn)場總線的現(xiàn)狀現(xiàn)場總線的現(xiàn)狀n世界許多公司也推出自己的現(xiàn)場總線技術。但太多存在差異的標準和協(xié)議，給實踐帶來很多復雜性和不便性，影響了開放性和可互操作性。因而在最近幾年里開始標準統(tǒng)一工作，減少現(xiàn)場總線協(xié)議數(shù)量，以達到

5、單一標準協(xié)議目標。 nPROFIBUS現(xiàn)場總線和PROFINET實時以太網(wǎng)是德國Siemens公司支持，它們是工業(yè)自動化領域應用十分廣泛的現(xiàn)場總線。n 每種總線都有其產(chǎn)生的背景和應用領域。n工業(yè)以太網(wǎng)正在工業(yè)自動化和過程控制市場上迅速增長，幾乎所有遠程I/O接口技術的供應商均提供一個支持TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)口，如西門子（Siemens）、羅克韋爾（Rockwell）等。 1.2.8 現(xiàn)場總線的發(fā)展方向現(xiàn)場總線的發(fā)展方向n1. 現(xiàn)場總線標準化工作現(xiàn)場總線標準化工作n眾多行業(yè)，需求各異，加上要考慮已有各種總線產(chǎn)品的投資效益和各公司的商業(yè)利益，預計在今后一段時期內(nèi)，會出現(xiàn)幾種現(xiàn)場總線標準共存、同

6、一生產(chǎn)現(xiàn)場有幾種異構網(wǎng)絡互聯(lián)通信局面。但發(fā)展共同遵從的統(tǒng)一的標準規(guī)范，真正形成開放互聯(lián)系統(tǒng)，是大勢所趨。n2. 實時工業(yè)以太網(wǎng)的開發(fā)與應用實時工業(yè)以太網(wǎng)的開發(fā)與應用n隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，以太網(wǎng)基本上解決了在工業(yè)中應用的問題。不少廠商正在努力使以太網(wǎng)技術進入工業(yè)自動化領域。n3. 多種現(xiàn)場總線既相互競爭，又相互共存多種現(xiàn)場總線既相互競爭，又相互共存1.2.9 幾種流行現(xiàn)場總線簡介幾種流行現(xiàn)場總線簡介n1. PROFIBUS總線總線nPROFIBUS是Process Field Bus的簡稱。它是一種國際化、開放式、不依賴于設備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標準，廣泛適用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化和樓宇、交通電力等其他領域自動化。PROFIBUS現(xiàn)場總線系列由PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery，分布式外圍設備）、PROFIBUS-FMS(Field bus Message Specification，現(xiàn)場總線報文規(guī)范)、PROFIBUS-PA(Process Automatio