文档介绍：工业通信与网络技术（1）
哈工大网络与电气智能化研究所
刘勇
2015（春）
第一章 绪论
一、工业控制网络的发展过程
1、机械式（液动、气动）仪表
3-15psi信号传递（-）
psi意为磅/平方英寸，气压单位
缺点：体积较大，适合单机控制
2、电动仪表
使用4-20mA电流环模拟信号
缺点：线缆较多
3、CCS（Computer Control System）
中央控制计算机系统
包括2种类型：
SCADA（Supervisory Control and Data Acquisi-tion）监视控制与数据采集系统
DDC（Direct Digital Control）直接数字控制系统
年代：约1962年
4、PLC（Programmable Logic Controllers）
可编程逻辑控制器
年代：约1972年
二、现场总线的概念
安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。
IEC 61158
广义理解：
可以把现场总线看成是一种网络、一种链路、一个系统的集成，甚至是一个测控系统。
三、现场总线的软硬件构成
硬件构成
总线电缆：也叫通信介质、通信媒体
总线设备：包括变送器、执行器、控制器等
软件构成
系统平台软件：
网络配置软件：一个平台，实现设备配置、网络组态，与组态通信软件进行通信
通信工具软件：与总线设备间的数据通信
监控组态软件：实现监控功能
设备编程软件：用户程序的开发平台
系统应用软件：
系统用户程序软件：实现工艺流程
设备接口通信软件：实现总线设备间的通信
设备功能软件：实现总线设备功能
离散量/模拟量输入/输出设备
指示灯：状态指示
光电传感器：
检测开关
操作员接口 ：
输入操作命令
阀和交流驱动器：
执行器，输出设备
变送器
（传感器）
：输入设备
控制器：
主站、从站
人机界面 ：
输入/输出设备
参数、命令、显示
智能速度控制器
：执行器
条形码识别器
：输入设备
控制、网关
上位机：监控
三层网络
远程访问路由设备
显示工作站
信息量减少
FF HSE 网络架构（体系结构）
链接设备：核心
网桥、网关
时间发布
链路调度器
100Mbps
主机系统
以太网交换机
高速以太网
组态、监控
现场信息
控制信息
四、现场总线的特点及优点
特点：
(1)现场总线是现场通信网络
(2)现场总线是数字通信网络
(3)现场总线是开放互连网络
(4)现场总线是现场设备互联网络
(5)现场总线是结构与功能高度分散的系统
(6)现场总线是互操作性与互换性网络
一句话：数字式、开放性、分散性、互操作性与互换性、对现场环境的适应性
优点：
(1)导线和连接附件大量减少
(2)仪表和输入／输出转换器（卡件）大量减少
(3)设计、安装和调试费用大大降低
(4)维护开销大幅度下降
(5)系统可靠性提高
(6)系统测量与控制精度提高
(7)系统具有优异的远程监控功能
(8)系统具有强大的（远程）故障诊断功能
(9)设备配置、网络组态和系统集成方便自由
(10)现场设备更换和系统扩展更为方便
(11)为企业信息系统的构建创造了重要条件
五、现场总线的分类
1、按传送的数据宽度划分
传感器网络：数据宽度为位（bit）
如：AS-i、Seriplex
设备总线：数据宽度为字节（byte）
如：Interbus、DeviceNet
全功能型总线：数据宽度为数据流或数据