现场总线复件.doc

1. 现场总线：用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。IEC：是一种应用于生产现象，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. 四代控制系统：电动单元组合仪表、集中式数字、集散、现场总线3. 现场总线的本质：现场通信网络、现场设备互连、互操作性、分散功能模块、通信线供电、开放式互连网络。4. 现场总线的技术特点：系统的开放性、互可操作性与互用性、现场设备的智能化与功能自治性、系统结构的高度分散性、对现场环境的适应性。5. 总线的网络实现OSI：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。6. 典型的现场总线：FF基金会现场总线、CAN、DeviceNet、LonWorks、PROFIBUS、HART、INTERBUS、CC-Link、ControlNet、P-Net、Swift-Net。1. 总线：传输信号或信息的公共路径，是遵循同一技术规范的连接与操作方式。2. 总线段：一组设备通过总线连接在一起。3. 总线主设备：可在现场总线上发起信息的传输设备。4. 总线从设备：不能在总线上主动发起通信，只能挂接在总线上对总线信息进行接受查询的设备。5. 控制信号：分为连在总线设备上、用于改变总线的操作方式、表明地址和数据的含义。6. 总线协议：管理主、从设备使用总线的一套规则。7. 总线操作:总线上命令者与响应者之间的“连接-数据传送-脱开”这一操作序列。8. 通信请求：由总线上某一设备向另一项设备发出请求信号。要求后者给予注意并进行某种服务。9. 寻址：命令者与一个或多个从设备建立起联系的一种总线操作。（物理、逻辑、广播）。10. 总线仲裁：用于裁决哪一个主设备是下一个占用总线的设备。11. 容错：容错就是当由于种种原因在系统中出现了数据、文件损坏或丢失时，系统能够自动将这些损坏或丢失的文件和数据恢复到发生事故以前的状态，使系统能够连续正常运行。12. 通信系统的组成：信息源、发送设备、传输介质、接收设备、信息接收者。13. 数据编码（大题35页）14. 通信系统的有效性指标：数据传输速率（比特率、波特率）、频带利用率、协议效率、通信效率。15. 通信系统的可靠性指标：误码率16. 有效性：所传输信息的内容有多少，反应了通信系统资源的利用率；可靠性：接受信息的可靠程度。17. 信号的传输模式：基带、载波、宽带、异步转移模式ATM。18. 拓扑结构：星形、环形、总线型、树形。19. CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）先听再讲；为尽量避免由于竞争引起的冲突，每个工作站在发送信息之前，都要监听传输线上是否有信息在发送。/判断是否有其他站正与本站同时向传输线发送，一旦发现，便终止当前发送。不坚持CSMA介质空闲发送，介质繁忙，等待随机时间重复第一步;1坚持CSMA 介质空闲发送 截止繁忙 监听知道空闲立即发送;P坚持CSMA 介质空闲以概率P发送，或延迟一个时间单位后重复处理，介质繁忙 监听 知道空闲重复第一步.20. 令牌访问：按一定顺序在个站点传递令牌的方法。（令牌环、令牌传递总线）21. 中继器：物理层，通过复制位信号延伸网段长度，避免衰减或噪声干扰而影响数据的完整性，影响接收点正确的接受和辨认，加长节点间的传输距离。22. 网桥：数据链路层，是存储转发设备，用来连接同一类型的局域网，在局域网之间存储或转发数据帧。23. 路由器：网络层，在不同网络间存储转发分组信号。24. 网关:传输层及以上，进行协议转换，提供更高层次的接口。25. OSI：1.物理层：在信道上传输比特流。2.数据链路层：加强物理层传输原始比特流的功能，使之对网络层显现为一条无错线路。3.网络层确定分组从源端到目的端的路由选择。4.传输层：从会话层接收数据，在必要时把他分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的各段信息正确无误。5.会话层：允许不同机器上的用户建立回话关系。6.表示层：完成某些特定的功能。7.应用层：包含人们不变需要的协议。1. 数据传输格式：起始位为低电平，停止位、起始位、数据位、奇偶位、停止位，D0D7为数据位，D8为奇偶位。若通信线上无数据发送，该线路处于高电平，当计算机向外发送一个字符数据时应先送出起始位为低电平，随后紧跟着数据位，这些数据构成要发送的字符信息。有效数据位的个数可以规定为5、6、7或8.。奇偶校验位视需要设定，紧跟其后的是停止位（逻辑1，高电平），其位数可在1、1.5、2中选择其一。2. 连接握手：可以使双方确认已经建立了连接关系，接收方已经做好准备，可以进入数据收发状态。发送者在发送一个数据块之前使用一个特定的握手信号来引起接受者的注意，表明要发送数据，接受者则通过握手信号来回应发送者，说明他已经做好连接数据的准备。3. 确认：接受者为表明数据已经收到而向发送者回复信息的过程。4. 中断：通知CPU有需要立即响应的任务，每一个中断请求对应一个连接到中断源和中断控制器的信号。通过自动检测端口事件发现中断并转入中断处理。5. 轮询：通过周期性地获取特征或信号来读取数据或发现是否有事件发生的工作过程。通常用于计算机与I/O端口之间较短数据或字符组的传输。6. 差错校验方法（红外线控制器）：1.冗余数据校验：对每条报文都发送两次，接受者接受两次判断是否一致。2.奇偶校验（串行通信）：偶校验：按数据位加上校验位共有偶数个0的规则填写校验为的方式；奇校验：按数据位加上校验位共有奇数个0的规则填写校验位的方法。3.校验和（长报文）：在通信数据中加入一个差错校验字节。4.（CRC）循环冗余校验7. 出错处理：接受一次错误：尽量通知发送报文的节点，要求重新发送。经多次重发：跳过对这个节点的发送，发布一条出错消息是操作人员知道，并尽可能 继续执行其他任务。8. RS-232C电气特性：接口为非平衡型，每个信号用一个导线，所有信号回路共用一根地线。信号速率20Kbit/s，电缆长度15m；电性能：+-12V标准脉冲；采用负逻辑：在数据线上：传号Mark=-3-15V1，空号Space=+3+15V0；在控制线上：通On=+3+15V0，断Off=-3-15V1。采用电平传输与TTL不兼容（需电平转换）。9. RS-422A：只允许有一个发送器，多个接收器，通常采用点对点方式；传输速率：10Mbps；最大传输距离：1200m；驱动输出电压：+-2+-6；2VA-VB1， -2VA-VB-6。10. RS-485：接口标准：采用二线差分平衡传输,可消除共模干扰；5V电源供电；若差分电压信号VA-VB=-2500-200mv为逻辑0 ，+2500+200mv， 为逻辑1，-200+200mV为高阻态。R:接收端 RE:接收使能，低电平有效 DE：发送使能，高电平有效 D:发送端 A:差分正输入端 B: 差分负输入端 Vcc：+5V电源 GND：地。11. 两种数据传输方式：ASCII：代码系统：十六进制，ASCII字符09，AF;消息中的每个ASCII字符都由一个十六进制字符组成。每个字节的位：一个起始位，7个数据位，最低有效位先发送，1个奇偶校验位、无校验则无，一个停止位（有校验位时），2个bit(无校验时)。错误检测域：LRC（纵向冗余检测）。消息中每个8bit字节都作为两个ASCII发送，字符发送的时间间隔可达到1s而不产生错误。RTU：代码系统：8位二进制，十六进制数09，AF;消息中的8个位域由两个十六进制字符组成。每个字节的位：一个起始位，8个数据位，最低有效位先发送，1个奇偶校验位、无校验则无，一个停止位（有校验位时），2个bit(无校验时)。错误检测域：CRC（循环冗余检测）。消息中每个8bit字节包含两个4bit的十六进制字符，在同样的波特率下，可比ASCII方式传送更多的数据。第4章 CAN1. can的基本概念 仲裁 当总线开放时任何单元均可发送报文，若同时有两个或多个单元开始发送，总线访问冲突运用逐位仲裁规则，借助标识符ID解决，次方法使信息和时间均无损失，若具有相同标识符，数据帧有优先于远程帧；总线数值表示，总线上拥有两种互补逻辑数值：显性电平（以大于最小阈值的差分电压表示）和隐形电平(平均电压附近)。2. 总线的位数值表示与通信距离 11898标准11898标准是通信速率为125Kbps-1Mbps的高速通信标准3. 位填充：当发送器在发送的位流中检测到5位连续的相同数值是，将自动地在实际发送的位流中插入一个补码位。4. 标准帧和扩展帧帧的区别：1.帧起始：仅由一个显性位构成只有在总线处于空闲状态时，才允许站开始发送。2.仲裁场：标准帧：仲裁场由11位标识符和远程发送请求位RTR组成，标识符位为ID.28ID.18;扩展帧：仲裁场由29位标识符和替代远程请求SRR位、标志位和远程发送请求位组成，标识符位为ID.28ID.0。3.控制场：由六位组成，包括数据长度码和两个保留位。4.数据场：由数据帧中被发送的数据组成，可包括08个字节，每个字节8位。5.CRC场：包括CRC序列，后随CRC界定符。6.应答场（ACK）：包括应答间隙和应答界定符。5. 数据帧：携带数据由发送器至接收器，由帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场和帧结束。6. 远程帧：通过总线单元发送，以请求发送具有形同标识符的数据帧，由帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、应答场和帧结束。7. 出错帧：由检测出总线错误的任何单元发送，由来自各帧的错误标志叠加和出错界定符组成。8. 超载帧：用于提供当前的和后续的数据帧的附加延迟，由超载标志和超载界9. 数据帧：7个不同的位场，即帧起始、仲裁场、控制场，数据场，CRC场，应答场，帧结束10. 远程帧：6个不同的位场，即帧起始、仲裁场、控制场，数据场，应答场，帧结束11. 出错帧：2个不同的位场，第一个场由来自各帧的错误标志叠加得到，第二个场是出错界定符12. 超载帧：2个位场，超载标志和超载界定符第五章 lonworks智能控制网络1 lonworks协议最大的特点是通过网络变量实现对OSI七层协议的支持，是直接面向对象的网络协议，是其它现场总线所不支持的。它们的一一对应关系，应用层-应用程序、表示层-数据解释、会话层-请求或响应确、传输层-端端传输、网络层-报文传递寻址、数据链路层-介质访问与成帧、物理层-物理电气连接。2）神经元芯片 lonworks 技术的核心，高度集成所需外部器件少；内有三个cpu（MAC、网络、应用处理器）分别实现不同功能输入时间可选范围625KHZ-10MHZ；11个I/O口；两个16位定时计数器，15个软计数器；网络通信端口课设置为单端、差分、专用工作方式；3）收发器1、双绞线收发器双绞线与Neuron芯片接口有三种基本类型：直接驱动接口、RS485、变压器耦合接口2、PLT-22电力线收发器电力线收发器与Neuron芯片接口时，通信端口工作在单端工作方式技术特点：带有数字信号处理技术的BPSK技术、双载波频率、前向纠错、强大的输出放大器、更宽的动态范围。PLT-22包含接收与A/D转换器、数字信号处理单元、发送放大和滤波等电路。3、PL3120和PL3150电力线智能收发器：低功耗，内含电源管理特性，实时监控电源状况。4、无线收发器：单端工作方式4)I/O 编程语言 Neuron C ，lonworks应用程序用Neuron C5）网络变量的概念网络变量是一个节点中的一个对象，可以与一个或