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1、认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第第6 6章章 现场总线技术概述现场总线技术概述认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目n现场总线（现场总线（Fieldbus）是是20世纪世纪90年代发展形成的。年代发展形成的。n用用于于过过程程自自动动化化、制制造造自自动动化化、楼楼宇宇自自动动化化、家家庭庭自动化等领域的现场设备互连的通信网络。自动化等领域的现场设备互连的通信网络。n是现场通信网络与控制系统的集成，并由此产生新是现场通信网络与控
2、制系统的集成，并由此产生新一代的现场总线控制系统一代的现场总线控制系统FCS（FieldbusControlSystem）。）。n现现场场总总线线是是当当今今自自动动化化领领域域技技术术发发展展的的热热点点之之一一，被誉为自动化领域的被誉为自动化领域的现场局域网现场局域网。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目一一、总线的分类总线的分类二二、现场总线的定义和分类、现场总线的定义和分类三三、现场总线控制系统、现场总线控制系统FCSFCS的体系结构的体系结构四四、现场总线控制系统的技术特点、现场总线控制系统的技术特点五
3、五、FCSFCS与与DCSDCS的比较的比较六六、现场总线通信协议模型、现场总线通信协议模型七七、现场总线的国际标准、现场总线的国际标准八八、几种典型的现场总线、几种典型的现场总线九九、现场总线的现状、现场总线的现状认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目v总总线线（busbus）的的概概念念由由来来已已久久，仪仪器器仪仪表表与与计计算算机机控控制制系统数字通信用的总线有很多种。系统数字通信用的总线有很多种。v总线按其长度分类：总线按其长度分类：1 1毫米级毫米级:芯片内总线；芯片内总线；2 2分米级分米级:机箱内总
4、线，如机箱内总线，如Multi-busMulti-bus，STDSTD，PCLPCL，ISAISA，NIMNIM，CAMACCAMAC等；等；3 3十米级十米级:机柜间总线，如机柜间总线，如RS232-RS530RS232-RS530，GPIBGPIB，Fast-busFast-bus，VMEVME，VXIVXI等；等；4 4千米级千米级:现场总线，如现场总线，如FFFF，ProfibusProfibus，WorldFIPWorldFIP等。等。一、总线的分类一、总线的分类返回返回认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”
5、项目 现现场场总总线线(Fieldbus)Fieldbus)：是是用用于于过过程程自自动动化化或或制制造造自自动动化化中中的的，实实现现智智能能化化现现场场设设备备（例例如如，变变送送器器、执执行行器器、控控制制器器)与与高高层层设设备备(例例如如主主机机、网网关关、人人机机接接口口设设备备)之之间间互互联联的的，全全数数字字、串串行行、双双向向的的通通信信系统系统。通过它可以实现跨网络的分布式控制。通过它可以实现跨网络的分布式控制。按按照照国国际际电电工工委委员员会会IECIEC标标准准和和现现场场总总线线基基金金会会FF的的定定义义:现现场场总总线线是是连连接接智智能能现现场场设设备备和和
6、自自动动化化系系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。1.1.定义定义二、现场总线的定义和分类二、现场总线的定义和分类认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（1 1）按其传送数据的通信宽度来分）按其传送数据的通信宽度来分:传感器总线传感器总线(sensor bus)sensor bus)：数据宽度为位数据宽度为位(bit)bit)，如如AS-iAS-i和和SeriplexSeriplex等；等；设备总线设备总线(device bus)device bus)：数据数据
7、宽宽度度为为字字节节(byte)byte)，如如InterbusInterbus和和Device NetDevice Net等；等；全服务的全服务的现场现场总线总线（fieldbusfieldbus）：数据数据宽宽度度为为数据数据流或模流或模块块(block)block)。以以报文通信报文通信为主，除了对装置进为主，除了对装置进行读取数据外，还包括一些对装置的操作和控制功能。行读取数据外，还包括一些对装置的操作和控制功能。如如FFFF总线、总线、LonworksLonworks总线、总线、HartHart总线等。总线等。2.2.分类分类认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病
8、除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（2）按应用的行业来分）按应用的行业来分:过过程程控控制制(连连续续生生产产过过程程)用用现现场场总总线线，如如FF的的H1、ProfibusPA等；等；离离散散控控制制用用现现场场总总线线，如如ProfibusDP、DeviceNet等；等；楼宇自动化用现场总线楼宇自动化用现场总线，如，如LonWorks等；等；车辆制造业用现场总线车辆制造业用现场总线，如，如CAN等；等；飞机制造业用现场总线飞机制造业用现场总线，如，如SwiftNet等；等；农业及养殖业用现场总线农业及养殖业用现场总线，如，如P-Net等。等。返回返回认识到了贫困
9、户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目三、现场总线控制系统的体系结构三、现场总线控制系统的体系结构认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目n可以把可以把FCSFCS分为三类分为三类:一一类类是是由由现现场场设设备备和和人人机机接接口口组组成成的的两两层层结结构构的的FCSFCS；一一类类是是由由现现场场设设备备、控控制制站站和和人人机机接接口口组组成成的的三三层层结结构的构的FCSFCS；一类是由一类是由DCSDCS扩充了现场总线接口模件所构成的扩充
10、了现场总线接口模件所构成的FCSFCS。（一）具有两层结构的（一）具有两层结构的FCS认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（二）具有三层结构的（二）具有三层结构的FCS认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（三）由（三）由DCS扩充而成的现场总线控制系统扩充而成的现场总线控制系统 在在DCSDCS系系统统的的I/OI/O总总线线上上挂挂接接现现场场总总线线接接口口模模件件，通通过过现现场场总总线线接接口口模模件件扩展出若干条现场总线，
11、然后经现场总线与现场智能设备相连。扩展出若干条现场总线，然后经现场总线与现场智能设备相连。返回返回认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 现现场场总总线线是是现现场场仪仪表表所所采采用用的的双双向向数数字字通通信信方方式式，将将取取代代当当今今现现场场仪仪表表广广泛泛采采用用的的4 42020mAmA标标准准模模拟拟通通信信方式。方式。1 1开放性开放性FCSFCS的的现现场场总总线线的的技技术术与与标标准准是是公公开开的的，而而DCSDCS的的制制造造厂厂商商的的技技术与标准则是各有各的专利，彼此封锁。术与标准则
12、是各有各的专利，彼此封锁。2 2全数字化全数字化DCS的的主主机机虽虽然然是是数数字字的的，但但现现场场仪仪表表则则还还是是利利用用了了模模拟拟技技术术，属属于于模模拟拟仪仪表表，因因此此DCS是是一一个个数数模模混混合合的的系系统统；而而FCS则则是是一个全数字化的系统。一个全数字化的系统。四、现场总线控制系统的技术特点四、现场总线控制系统的技术特点认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目3双向通信双向通信4.4.互可操作性与互用性互可操作性与互用性互互可可操操作作性性是是指指实实现现互互连连设设备备间间、系系统统
13、间间的的信信息息传传送送与与沟沟通通；而而互互用用性性则则意意味味着着不不同同制制造造商商性性能能类类似似的的设设备备可可进进行行更更换换，实现相互替换。实现相互替换。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目5.5.现场设备的智能化与功能自治性现场设备的智能化与功能自治性6.6.系统结构的高度分散性系统结构的高度分散性7.7.对现场环境的适应性对现场环境的适应性返回返回认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目FCS相对于相对于DCS具有如下
14、优越性：具有如下优越性：1 1FCSFCS实现全数字化通信实现全数字化通信五、五、FCSFCS与与DCSDCS的比较的比较认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2FCS实现彻底的全分散式控制实现彻底的全分散式控制认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家
15、对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目3FCS实现不同厂商产品互联、互操作实现不同厂商产品互联、互操作4FCS增强系统的可靠性、可维护性增强系统的可靠性、可维护性5FCS降低系统工程成本降低系统工程成本返回返回认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目返回返回六、现场总线通信协议模型六、现场总线通信协议模型认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目(一一)制订标准的机构制订标准的机构世界上制订国际标准的机构世界上制订国际标准的机构3个：
16、国际标准化组织ISO(International Standard Organization)国际电工委员会IEC(International Electrotechnical Commission)国际电信联盟ITU。另外还有欧洲电工标准化委员会CENELEC，制订欧洲标准EN。国家标准化委员会国家标准化委员会各国都有制订国家标准的组织，我国制订国家标准GB的组织是全国标准化委员会。制订现场总线标准的机构制订现场总线标准的机构IEC/TC65/SC65C/WC6IEC/TC65/SC65C/WC6七、现场总线的国际标准七、现场总线的国际标准认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后
17、药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（二）现有的现场总线国际标准（二）现有的现场总线国际标准IEC61158IEC61158 (IEC/TC65/SC65C/WC6(IEC/TC65/SC65C/WC6制定制定)测测量量和和控控制制数数字字数数据据通通信信工工业业控控制制系系统统用用现现场场总总线，由以下线，由以下6 6部分组成：部分组成：第第1 1部分部分:导则；导则；第第2 2部分部分:物理层规范和服务定义；物理层规范和服务定义；第第3 3部分部分:数据链路层服务定义；数据链路层服务定义；第第4 4部分部分:数据链路层协议规范；数据链路层协议规范；第第5 5部
18、分部分:应用服务定义；应用服务定义；第第6 6部分部分:应用层协议规范。应用层协议规范。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目IEC61158IEC61158目目前前包包括括1010种种技技术术类类型型，其其中中类类型型9 9与与类类型型1010是是后来加的。后来加的。类类型型1 1：IECIEC技技术术报报告告 (即即相相当当于于FFFF的的H1H1，美美国国Fisher-Fisher-RosemountRosemount公司支持公司支持)；类型类型2 2：Control Net(Control Net(美国美国
19、RockwellRockwell公司支持公司支持)；类型类型3 3：Profibus(Profibus(德国德国SiemensSiemens公司支持公司支持)；类型类型4:4:P-Net(P-Net(丹麦丹麦Process DataProcess Data公司支持公司支持)；类型类型5:5:FF HSE(High Speed Ethernet FF HSE(High Speed Ethernet 美国美国 Fisher-Fisher-RosemountRosemount公司支持公司支持)；类型类型6:6:Swift Net(Swift Net(美波音公司支持美波音公司支持)；类型类型7:7:W
20、orld FIP(World FIP(法国法国AlstomAlstom公司支持公司支持)；类型类型8:8:Interbus(Interbus(德国德国Phoenix ContactPhoenix Contact公司支持公司支持)；类型类型9:9:FFFF应用层应用层(Application Layer)Application Layer)；类型类型10:10:ProfinetProfinet。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目IEC62026 IEC62026 (IEC/TCl7/SCl7B)/TCl7/SCl
21、7B)IIEC62026 IIEC62026 共共有有4 4种种现现场场总总线线。即即 AS-iAS-i、DeviceNetDeviceNet、SDSSDS及及 SeriplexSeriplex这这4 4种国际标准，包括种国际标准，包括5 5个部分。个部分。(1)(1)第第1 1部分部分:总则总则 。(2)(2)第第2 2部分部分:AS-i(Actuator Sensor InterfaceAS-i(Actuator Sensor Interface执行执行器传感器接口，德国器传感器接口，德国SiemensSiemens等公司支持等公司支持)。(3)(3)第第3 3部分：部分：Device N
22、et(Device Net(美国美国Rockwel1Rockwel1公司支持公司支持)。(4)(4)第第4 4部分部分:SDS(Smart Distributed SystemSDS(Smart Distributed System灵巧式灵巧式分散型系统，美国分散型系统，美国Honeywe11Honeywe11公司支持公司支持)。(5)(5)第第5 5部分：部分：Seriplex(Seriplex(串联多路控制总线串联多路控制总线)。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目ISO11898ISO11898与与ISO1
23、1519ISO11519 CAN ISO11898(CAN ISO11898(lMbit/s)CAN ISO11519(125 CAN ISO11519(125Kbit/s)CAN CAN由德国由德国Robert BoschRobert Bosch公司支持，还由公司支持，还由IEC/TC22IEC/TC22分分管电力电子的分技术委员会列为国际标准。管电力电子的分技术委员会列为国际标准。现场总线的国际标准共有现场总线的国际标准共有1212种种IEC61158有有7种，种，IEC62026有有4种再加上种再加上ISO的的CAN1种，有种，有12种，至于种，至于Lonworks则仅是美国则仅是美国A
24、NSI国家国家标准。标准。返回返回认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（一）（一）CANCANCANCAN：控制局域网络控制局域网络(Control Area Network)Control Area Network)德德国国BoschBosch公公司司推推出出、最最早早用用于于汽汽车车内内部部监监测测部部件件与与控控制制部部件件的数据通信网络。现在己经逐步应用到其他控制领域。的数据通信网络。现在己经逐步应用到其他控制领域。成为成为ISO11898ISO11898标准。标准。CANCAN协协议议是是建建立立在在I
25、SO/OSIISO/OSI模模型型基基础础上上的的，采采用用了了OSIOSI底底层层的的物物理层、数据链路层和高层的应用层。理层、数据链路层和高层的应用层。信号传输介质为双绞线。信号传输介质为双绞线。最最高高通通信信速速率率为为lMbpslMbps(通通信信距距离离4040m)m)，最最远远通通信信距距离离可可达达l0km(l0km(通信速率为通信速率为5 5kbps)kbps)，节点总数可达节点总数可达110110个个.CANCAN的的信信号号传传输输采采用用短短帧帧结结构构，每每一一帧帧的的有有效效字字节节数数为为8 8个个，因因而而传传输输的的时时间间短短，受受干干扰扰的的概概率率低低，
26、每每帧帧信信息息均均有有CRCCRC校校验验和和其他其他检错检错措施，通信措施，通信误码误码率极低。率极低。八、几种典型的现场总线八、几种典型的现场总线认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（二）（二）LonWorksnLonWorksLonWorks：局部操作网络局部操作网络(Local Operating Network)Local Operating Network)。n由美国由美国EchelonEchelon公司研制、于公司研制、于19901990年正式公布。年正式公布。n采采用用ISO/OSIISO/OS
27、I模模型型中中完完整整的的七七层层通通信信协协议议，采采用用了了面面向向对对象象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置n最最高高通通信信速速率率 1.251.25Mbps(通通信信距距离离不不超超过过1313O Om)，最最远远通通信信距离为距离为2700027000m(通信速率为通信速率为7878kbps)，节点总数达节点总数达3200032000个个n网网络络传传输输介介质质可可以以是是双双绞绞线线、同同轴轴电电缆缆、光光纤纤、射射频频、红红外外线、电力线等。线、电力线等。n信号传输采用可变长帧结构。每帧的有效字节可由信号传
28、输采用可变长帧结构。每帧的有效字节可由0 0288288个。个。n采用的采用的Lon TalkLon Talk通信协议被封装在通信协议被封装在NeuronNeuron神经元芯片中。神经元芯片中。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（三）（三）PROFIBUSPROFIBUSnPROFIBUSPROFIBUS:过程现场总线过程现场总线(Process Field Bus)Process Field Bus)。n德德国国国国家家标标准准DIN DIN 1924519245和和欧欧洲洲标标准准EN EN 5017050
29、170规规定定的的现现场场总总线线标准。标准。n由三个兼容部分组成由三个兼容部分组成:PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和和PROFIBUS-FMS。nPROFIBUS-DP是一种高速低成本通信系统。按照是一种高速低成本通信系统。按照ISO/OSI参参考模型定义了物理层、数据链路层和用户接口；考模型定义了物理层、数据链路层和用户接口；nPROFIBUS-PA专专为为过过程程自自动动化化设设计计，可可使使变变送送器器与与执执行行器器连连接接在在一一根根总总线线上上，提提供供本本质质安安全全和和总总线线供供电电特特性性。PA采采用用扩扩展的展的PROFIBUS-DP协议，还有现场设备描
30、述的协议，还有现场设备描述的PA行规；行规；nPROFIBUS-FMS根根据据ISO/OSI参参考考模模型型定定义义了了物物理理层层、链链路路层层和和应应用用层层，其其中中应应用用层层包包含含了了现现场场总总线线报报文文规规范范FMS(Fieldbus Message Specification)和和 低低 层层 接接 口口 LLI(Lower LayerInterface).认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目n最高通信速率最高通信速率1212Mbps(通信距离不超过通信距离不超过1 1OOm)OOm)，最大最
31、大通信距离为通信距离为12001200m(m(通信速率为通信速率为9.69.6kbps)kbps)。如采用中如采用中继器可延长至继器可延长至1 1Okm.Okm.n传输介质可以是双绞线或光缆。传输介质可以是双绞线或光缆。n每个网络可挂每个网络可挂3232个节点，如带中继器，最多可挂个节点，如带中继器，最多可挂127127个节点。个节点。nPROFIBUSPROFIBUS采采用用定定长长或或可可变变长长帧帧结结构构，定定长长帧帧一一般般为为8 8字节，可变长帧每帧的有效字节数为字节，可变长帧每帧的有效字节数为1 1244244个。个。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。
32、近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（四）（四）WorldFIPWorldFIPnWorldFIPWorldFIP:世界工厂仪表协议世界工厂仪表协议(World Factory Instrument World Factory Instrument Protocol)Protocol)。nWorldFIPWorldFIP协协议议按按照照ISO/OSIISO/OSI参参考考模模型型定定义义了了物物理理层层、数数据据链链路层和应用层。路层和应用层。n采用有调度的总线访问控制。采用有调度的总线访问控制。n通通信信速速率率分分别别为为31.3531.35kbpskbps、lMbps
33、lMbps、2.5Mbps2.5Mbps，对对应应的的最最大大通信距离分别为通信距离分别为50005000m m、10OOm10OOm、500m500m；n通通信信介介质质为为双双绞绞线线。如如果果采采用用光光纤纤，其其最最大大通通信信距距离离可可达达4040kmkm。n每每段段现现场场总总线线的的最最大大节节点点数数为为3232个个，使使用用分分线线盒盒可可连连接接256256个节点。整个网络最多可使用个节点。整个网络最多可使用3 3个中继器，连接个中继器，连接4 4个网段。个网段。n采用可变长帧结构，每帧的最大字节数为采用可变长帧结构，每帧的最大字节数为256256个。适合于包个。适合于包
34、括括TCP/IPTCP/IP在内的各种类型的协议数据单元。在内的各种类型的协议数据单元。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目(五五)HARTnHARTHART：可寻址远程传感器数据通路可寻址远程传感器数据通路(Highway Highway Addressable Remote Transducer)Addressable Remote Transducer)。n最最早早由由RosemountRosemount公公司司开开发发，得得到到8080多多家家仪仪表表公公司司的的支支持持，于于19931993年成立了年成
35、立了HARTHART通信基金会。通信基金会。n协协议议参参考考了了ISO/OSIISO/OSI参参考考模模型型的的物物理理层层、数数据据链链路路层层和和应应用层。用层。n主主要要特特点点：采采用用基基于于Bell Bell 202202通通信信标标准准的的频频移移键键控控FSKFSK技技术。术。n通通信信速速率率为为1212OObpsOObps，单单台台设设备备的的最最大大通通信信距距离离为为3030OOmOOm，多台设备互连的最大通信距离为多台设备互连的最大通信距离为15001500m.m.n通信介质为双绞线，最大节点数为通信介质为双绞线，最大节点数为1515个。个。nHARTHART采采用
36、用可可变变长长帧帧结结构构，每每帧帧最最长长为为2525个个字字节节，寻寻址址范范围为围为0 01515。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（六）（六）FFnFFFF:现场总线基金会现场总线基金会(Field bus Foundation)Field bus Foundation)。nFFFF以以ISO/OSIISO/OSI参参考考模模型型为为基基础础，取取其其物物理理层层、链链路路层层和和应应用用层为层为FFFF通信模型的相应层次，并在此基础上增加了用户层。通信模型的相应层次，并在此基础上增加了用户层。nFF
37、FF分为低速现场总线和高速现场总线两种通信速率。分为低速现场总线和高速现场总线两种通信速率。n低低速速现现场场总总线线HlHl的的传传输输速速率率为为31.2531.25kbpskbps，高高速速现现场场总总线线HSEHSE的传输速率为的传输速率为1010OMbpsOMbps。HlHl支持总线供电和本质安全特性。支持总线供电和本质安全特性。n最最大大通通信信距距离离为为19001900m(m(如如果果加加中中继继器器可可延延长长至至95009500m)m)，最最多多可可直直接接连连接接3232个个节节点点(非非总总线线供供电电)、1313个个节节点点(总总线线供供电电)、6 6个个节节点点(本
38、本质质安安全全要要求求)。如如果果加加中中继继器器最最多多可可连连接接240240个个节节点。点。n通信介质为双绞线、光缆或无线电。通信介质为双绞线、光缆或无线电。nFFFF采用可变长帧结构，每帧的有效字节数为采用可变长帧结构，每帧的有效字节数为0 0251251个。个。返回返回认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（1 1）多种总线共存）多种总线共存（2 2）每种总线各有其应用领域每种总线各有其应用领域（3 3）每种总线各有其国际组织每种总线各有其国际组织（4 4）每种总线均有其支持背景每种总线均有其支持背景九、
39、现场总线的现状九、现场总线的现状认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（5 5）设备制造商参加多个总线组织设备制造商参加多个总线组织（6 6）多种总线均作为国家和地区标准多种总线均作为国家和地区标准（7 7）协调共存协调共存（8 8）工业以太网引入工业领域工业以太网引入工业领域认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（1 1）多标准共存与现场总线的开放性相背离多标准共存与现场总线的开放性相背离 一一般般认认为为DCSDCS和和PLCPLC
40、属属于于封封闭闭性性系系统统，而而FCSFCS是是开开放放性性系系统统，所所以以它它一一出出现现就就受受到到用用户户的的肯肯定定。但但实实际际上上FCSFCS的的开开放放性性是是针针对对自自己己来来说说是是开开放放的的，异异种种现现场场总总线线之之间间却却不不是是开开放放的的。因因此此，多多种种标标准准现现场场总总线线的共存使得现场总线事实上并不具备开放性的特点。的共存使得现场总线事实上并不具备开放性的特点。多种现场总线标准并存带来的问题多种现场总线标准并存带来的问题认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（2 2）
41、多标准共存难以体现现场总线的互操作性多标准共存难以体现现场总线的互操作性 现现场场设设备备种种类类繁繁多多，一一个个制制作作商商不不可可能能提提供供生生产产过过程程的的全全部部设设备备，同同时时，用用户户也也不不希希望望受受制制于于某某一一个个制制作作商商。现现场场总总线线的的主主要要特特点点之之一一互互可可操操作作性性无无疑疑受受到到用用户户青青睐睐，但但现现有有的的1010种种现现场场总总线线国国际际标标准准中中，不不同同种种类类的的现现场场级级现现场场总总线线之之间间是是不不能能进进行行互互操操作作的的。虽虽说说可可以以通通过过网网关关（GatewayGateway）通通信信或或通通过过
42、OPCOPC协协议议进进行行互互操操作作，但但这这种种互互操操作作不不能能直直接接在在现现场场仪仪表表间间进进行行，而而且且不不能能满满足足系系统统对对实实时时性性的要求。的要求。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（3 3）现场总线的局限性现场总线的局限性 过程控制层过程控制层PCSPCS（Process Control SystemProcess Control System）包含包含了现场总线；中间的制造执行层了现场总线；中间的制造执行层MESMES（Manufacturing Execution Syst
43、emManufacturing Execution System）主要用主要用于监控、优化和调度，在管控一体化中起到承上于监控、优化和调度，在管控一体化中起到承上启下的作用；最上层是企业资源规划管理层启下的作用；最上层是企业资源规划管理层ERPERP（Enterprise Resource PlanningEnterprise Resource Planning）用于企业用于企业的计划、销售、库存、财务、人事及企业的经营、的计划、销售、库存、财务、人事及企业的经营、管理和决策等。管理和决策等。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了
44、“精准扶贫”项目（4 4）多标准共存阻碍现场总线技术的推广多标准共存阻碍现场总线技术的推广 目目前前的的现现场场总总线线国国际际标标准准IEC61158 IEC61158 EdEd3 3规规定定中中7 7类类经经典典现现场场总总线线，它它们们各各具具特特点点，但但又又都都有有不不足足之之处处，没没有有一一种种能能覆覆盖盖所所有有的的应应用用范范围围。因因此此，可可以以说说多多标标准准形形同同无无标标准准，在在这这种种情情况况给给仪仪表表制制造造商商、设设计计部部门门和和用用户户带带来来了了很很大大不不便便。用用户户要要随随时时注注意意国国际际上上各各种种现现场场总总线线及及相相关关技技术术的的动动态态，承承担担着着由由国国际际标标准准的的变变化化给给用用户户带带来来的的风风险险，这这种种态态势势使使得得一一些些打打算算进进行行技技术术改改造造的的企企业业处处于于观观望状态，这样势必影响现场总线技术的推广望状态，这样势必影响现场总线技术的推广。返回返回认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目1.1.第第6章章习习题题