现场总线总结.doc

总线基本概念部分1、现场总线的概念P1:现场总线是一种应用于生产现场,在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。2、现场总线的5个发展阶段P2:》基地式气动仪表控制系统》电动单元组合式模拟仪表控制系统》集中式数字控制系统》集散控制系统DCS》现场总线控制系统FCS3、现场总线分类P3:(目前现场总线产品主要是低速总线产品,应用于运行速率较低的领域,对网络的性能要求不是很高。高速现场总线主要应用于控制网内的互连,连接控制计算机、PLC等智能程度较高、处理速度快的设备,以及实现低速现场总线网桥间的连接,它是充分实现系统的全分散控制结构所必须的。)传感器总线和设备总线统称为现场总线;按通信帧的长短,把数据传输总线分为:传感器总线,设备总线和现场总线;ASI总线,传感器总线,位级数据总线;CAN总线,设备总线,字节级数据总线;,PROFIBUS,FoundationFieldbus总线,现场总线,数据块级数据总线;4、现场总线的技术特点P8:•••••、现场总线的优势与劣势P9:优势:;;;;:网络通信中数据包的传输延迟,通信系统的瞬时错误和数据包丢失,发送与到达次序的不一致等,都会破坏传统控制系统原本具有的确定性,是的控制系统的分析和综合变得更复杂,使控制系统的性能受到负面影响。6、总线操作、总线仲裁概念P15总线操作:总线上数据发送者与接受者之间的连接->数据传送->脱开这一操作序列成为一次总线操作。这里的连接指在相同或不同设备内,通信对象之间的逻辑绑定。连接完成之后通信报文的发送与接收过程,或者数据的读写操作过程,称为数据传送。而脱开则指完成一次或多次总线操作后,断开发送者与接受者之间的连接关系,放弃对总线的占有权。总线仲裁:由于总线是多个设备之间信号传输的公共路径,当有一个以上设备企图同时占用总线时就可能会发生冲突。总线仲裁指对总线冲突的处理过程,根据某种裁决规则来确定下一个时刻具有总线占有权的设备。某一时刻只允许一个设备占用总线,等到他完成总线操作,释放总线占有权后,才允许其他设备占用总线。7、信道容量香农公式P24:信道容量的香农计算公式:C=W*log2(1+S/N)(以2为底的对数);W:信道带宽;S/N:信噪比•》提高带宽或信噪比能增加信道容量;•》在信道容量一定时,带宽与信噪比之间可以相互弥补。信道容量随信噪比的提高增加了许多;由于噪声功率N=Wn0(n0为噪声的单边功率谱密度),因而随着带宽W的增大,噪声功率N也会增大。所以增加带宽W并不能无限制地使信道容量增大。数据的传输速率应该在信道容量容许的范围之内–、模拟数据编码P25:采用模拟信号的不同幅度、不同频率、不同相位来表达数据的0,1状态的,称为摸拟数据编码;用高低电平的矩形脉冲信号来表达数据的0、1状态的,称为数字数据编码。通过编码将数据转换成适合于传输的物理信号。(编码指将数据转变为信号的一系列规则)模拟数据编码采用模拟信号来表达数据的0,1状态。信号的幅度、频率、相位是描述模拟信号的参数:*幅值键控(ASKAmplitude-SheftKeying)又称键控调幅*频移键控(FSKFrequency-SheftKeying)又称键控调频*相移键控(PSKPhase-SheftKeying)又称键控调相9、数据传输方式分类P26-29::并行通信,串行通信。:单工通信,半双工通信,全双工通信。:基带传输,宽带传输。:同步通信,异步通信。串行传输具有易于实现,在长距离连接中可靠性高等优点,适合远距离的数据通信;并行传输典型应用:计算机的串口与并口;基带传输–在基本不改变数据信号频率的情况带信号,即基本按数据基波的原样传–传输过程对信号不采用调制措施。–属于被广泛采用的数据传输方式。载波传输–发送设备要产生某个频率的信号作为载波来承载数据信;–按幅值键控,频移键控、相移键控等不同调制方式改变波信号的幅值、频率、相位,形成承载了数据的调制信;–发送承载了数据的载波信号,即载波传输。–载波传输中传输的调制信号与数据基波的差别较大。同步传输用于:•一块电路板元器件之间传送数据;•短距离数据通信,如连接电缆在30~40cm甚至更短;同步传输适合高速传输;长距离数据通讯时同步传输的代价较高,容易受到噪声的干扰‘10、传输差错的检测方法P30-31:检错仅识别错误的出现,不判别哪一位或哪些位出现