现场总线报告.docx

资源描述

现场总线报告.docx

《现场总线报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现场总线报告.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

现场总线报告.docx

现场总线报告

一、对现场总线的认识

1.现场总线的概述

（1）现场总线的定义

在生产现场的测量控制设备之间实现双向、串行、多点数字通信的系统称为现场总线，也被称为控制领域的计算机局域网。

（2）现场总线控制系统基本结构

（3）现场总线的特性

●开放性

●互可操作与互换性

●设备智能化

●彻底分散

●现场环境适应性

●系统可靠性

●信息一致性

●经济性

●易于安装和维护

（4）现场总线的应用

现场总线主要应用于石油、化工、电力、医药、冶金、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域。

每种总线大都有其不同应用的领域，比如FF、PROFIBUS-PA适用于石油、化工、医药、冶金等行业的过程控制领域；LonWorks、PROFIBUS-FMS、DevieceNet适用于楼宇、交通运输、农业等领域；DeviceNet、PROFIBUS-DP适用于加工制造业。

2.个人对现场总线的认识

（1）以智能化现场仪表为基础的现场总线系统与传统系统相比，其优点不仅在控制方面，更多的是在自诊断、自校正等自动管理方面。

因此在今后的控制系统领域，其必然是一种主流形式。

但据有关统计，国内使用的基于现场总线控制系统规模一般不大，没有把管理自动化和远程诊断功能纳入系统，因此无法发挥现场总线降低运行维护费用的优势，所以与传统产业相比，现场总线的优点没有完全体现出来，现在国内还有很多企业对现场总线技术和产品是否成熟可靠持怀疑态度。

现场总线在中国需进一步促进其快速发展，最主要的则是推动企业对现场总线的应用。

（2）目前的现场总线标准很多，难以统一。

像我们参观的翔云测控软件公司所研发的XMC系列总线型运动控制器就基于了4种高速现场总线标准。

由此可见，没有一个统一的标准，不仅不能确保信息的准确、快速、完整的传输，而且对于它的应用推广更是造成了障碍。

但从现场总线的发展趋势来看，它正慢慢地从冲突走向合作，从排他走向兼容。

这也是发展的必然趋势。

二、高速现场总线

1.HH-FSE由来

基金会现场总线（FF）是专为过程自动化而设计的通讯协议。

FF现场总线最初包括低速总线H1（速率为31.25kbps）和高速总线H2（速率为1Mbps和2.5Mbps）两部分。

但随着多媒体技术的发展和工业自动化水平的提高，控制网络的实时信息传输量越来越大，H2的设计能力已不能满足实时信息传输的带宽要求。

鉴于此，现场总线基金会放弃了原有H2总线计划，取而代之的是将现场总线技术与成熟的高速商用以太网技术相结合的新型高速现场总线-基金会HSE（HighSpeedEthernet）现场总线。

HSE是一种基于Ethernet+TCP/IP协议、运行在100Base-T以太网上的高速现场总线。

它能支持低速总线H1的所有功能，是对H1的补充和增强。

2.HH-FSE控制系统机构图

3.HSE的通信结构

HSE模型采用了OSI参考模型中物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，并在应用层上增加了用户层，形成6层的通信模型

HSE的结构是一个增强型的标准以太网模式。

底层采用标准以太网IEEE802.3μ的最新技术和CS-MA/CD链路控制协议来进行介质的访问控制。

TCP/IP协议是标准以太网的重要协议，它位于网络层和传输层，实现面向连接和无连接的数据传送，并为分布式主机控制协议（DHCP）、简单网络时间协议（SNTP）、简单网络管理协议（SNMP）和现场设备访问代理（FDAAgent）提供传输服务。

HSE系统和网络管理代理、功能块、HSE管理代理和现场设备访问代理都位于用户层和应用层中，提供设备的描述和访问、功能块应需添加任何专用设备即可直接连入高速网络，同时也从另一方面增强了HSE设备的互操作性。

4.HSE的网络拓扑

HSE设备分为4类：

主机设备、链接设备、网关设备和以太网现场设备，其功能分别为对系统进行组态、监控和管理，将H1总线段链入FF-HSE网络，实现与其它标准总线通信，连接高速I/O设备或PLC。

HSE可直接使用以太网的交换设备、路由器等，通过双绞线或光纤等将HSE设备连接起来，建立HSE总线控制网络。

5.H1和HSE特点比较

网络特点

HSE

传输速率

31.25kbps

100Mbps或更高

最大传输距离

1900m

100m

两线连接

是

否

多点传送

是

否

总线供电

是

否

本质安全

是

否

媒体冗余

否

是

确定性

是

否

三、ModbusRTU实验

1.01功能码：

读线圈状态

要求：

请求从机设备1读1~10号线圈

报文解释：

Tx:

发送的报文解释

报文

解释

从机地址1

功能码01

线圈起始地址高8位

线圈起始地址低8位

要查询的线圈个数10

BC0D

校验位

Rx:

接收的报文解释

报文

解释

从机地址1

功能码01

返回的字节数

从低位到高位代表线圈的状态

5FAD

校验位

2.03功能码：

读保持寄存器

要求：

读10号从机设备中起始地址为32的寄存器中保存的两个浮点数

由于浮点数要两个寄存器存取，因此读两个浮点数就是要读取4个寄存器中的数据

报文解释：

Tx:

发送的报文解释

从机地址10

功能码03

寄存器起始地址高8位

寄存器起始地址低8位

要读取的寄存器的个数为4

74B4

校验位

Rx:

接收的报文解释

从机地址10

功能码03

返回数据的字节个数为8

第一个数据的高8位

第一个数据的低8位

第二个数据的高8位

第二个数据的低8位

第三个数据的高8位

第三个数据的低8位

第四个数据的高8位

第四个数据的低8位

F42A

校验位

3.05功能码：

强制单个线圈

要求：

强制从机设备10中32线圈为on状态

报文解释：

Tx:

发送的报文解释

报文

解释

从机地址10

功能码05

线圈地址高8位

线圈地址低8位

规定请求线圈处于ON状态

FF00线圈表示0N状态，0000表示线圈处于OFF状态

BC87

校验位

Rx:

接收的报文解释

报文

解释

从机地址

功能码05

线圈地址高8位

线圈地址低8位

规定请求线圈处于ON状态

FF00线圈表示0N状态，0000表示线圈处于OFF状态

BC87

校验位

4.06功能码:

预置单个寄存器

要求：

把从机设备10的40020寄存器预置为67（十进制数）

报文解释：

Tx:

发送的报文解释

报文

解释

从机地址10

功能码06

寄存器地址高8位

寄存器地址低8位

要预置的数67的十六进制形式高8位

要预置的数67的十六进制形式低8位

F886

校验位

Rx:

接收的报文解释

报文

解释

从机地址10

功能码06

寄存器地址高8位

寄存器地址低8位

要预置的数67的十六进制形式高8位

要预置的数67的十六进制形式低8位

F886

校验位

5.15功能码：

强制多个线圈

要求：

请求从机设备10中一组10个线圈，起始线圈为32，要预置的各个线圈状态如下表所示：

第一个字节：

Coil

bit

第二个字节：

Coil

bit

报文解释：

Tx:

发送的报文解释

报文

解释

从机地址10

功能码15

从机地址高8位

从机地址低8位

要预置的线圈个数高8位

要预置的线圈个数低8位

要发送的字节个数

发送的第一个字节，对应线圈32~39的状态

发送的第二个字节，对应线圈40、41的状态，高位填0

68C7

校验位

Rx:

接收的报文解释

从机地址10

功能码15

从机地址高8位

从机地址低8位

要预置的线圈个数高8位

要预置的线圈个数低8位

E571

校验位

6.16功能码：

预置多个寄存器

要求：

将两个浮点数41.5和55.5存入从机设备10中寄存器起始地址为32的寄存器中

由于浮点数的存储要用2个寄存器，所以2个浮点数要存储在4个寄存器中，相当于要预置4个寄存器的值。

报文解释：

Tx:

发送的报文解释

报文

解释

从机地址10

功能码16的十六进制

要预置的寄存器的起始地址高8位

要预置的寄存器的起始地址低8位

要预置的线圈个数的个数为4

要预置的寄存器数据的个数为8

要预置的第一个数据的高8位

要预置的第一个数据的低8位

要预置的第二个数据的高8位

要预置的第二个数据的低8位

要预置的第三个数据的高8位

要预置的第三个数据的低8位

要预置的第四个数据的高8位

要预置的第四个数据的低8位

9F2B

校验位

Rx:

接收的报文解释

报文

解释

从机地址10

功能码16

预置的线圈的起始地址的高8位

预置的线圈的起始地址的低8位

预置的线圈个数高8位

预置的线圈个数低8位

F177

校验码

四、参观学习体会

1.此次常州翔云测控软件有限公司的参观之行，我觉得收获很多。

在课堂上，无论老师讲得多么生动，但对于现场总线，我们还是缺乏一个实际上的认识。

而这次参观之行正好弥补了课堂上的空缺。

在翔云公司的研发室，我们看到了现场总线在工业上应用；学到了我们课堂上所没有讲到过的几种高速现场总线；了解到现场总线控制系统的应用。

这对于现场总线课程的学习起了很大的作用。

2.此次参观对于我今后的学习也起了指导作用。

由于到了实际公司实地参观，我们才知道我们所学习的知识能够干什么，同时也意识到我目前所学知识的局限性，对以后该怎么学，学些什么有了一些感触。

翔云测控软件有限公司的工程师们也对我们今后的学习方向提出了他们的建议，这对于我来说收益匪浅。

展开阅读全文