西门子PLC-原装西门子PLC

西门子PLC

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【产品规格】：全新原装

【产品质量】：质保保证

【产品价格】：价格优势

【产品货期】：现货销售

【信誉**、诚信交易】【长期销售、安全稳定】

【称心满意、服务动力】【真诚面对、沟通无限】

【服务**、一诺千金】【质量承诺、客户满意】

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2AX01-0XA0 （CP 243-2）ASI- 接口模块71 x 80 x 62 250g 左右3.7W220mA 100mA表A-65 （CP 243-2）AS-i 接口模块规范常规6GK7 243-2AX01-0XA0

循环时间5ms，31 个从站10ms，62个AS-i 从站使用扩展地址模式配置开关使用前面板上的按钮进行组态，或使用组态命令（参考 CP 243-2 AS-i 接口主站手册中关于 AS-i 命令的说明）支持的 AS-i 主站协议M1eAS-i 电缆附件通过 S7-200 端子块。端子1到3或从端子 2 到 4 的允许电流负载为 3A。地址范围一个带有 8 入/8出的数字量模块。一个带有 8 通道模拟输入和 8 通道模拟输出的模拟量模块特性在一个 S7-200 上同时可操作多达两个 AS-i 接口模块，增加了可使用的数字和模拟输入/输出（每个 CP AS-i 接口较多 124 数字输入/124数字输出）。

由于使用按钮组态从而节省了设置时间。LED 通过显示 CP 和所连接的从站的状态以及监控 AS-i 接口主电压，减少了停车时间。AS-i 模块有下列特性：? 支持模拟量模块? 支持所有的主站功能并能够较多连接 62 个 AS-i 接口从站? 前面板上的 LED 显示所连从站的运行状态和就绪状态? 前面板上的 LED 显示错误（包括 AS-i 接口电压错误，组态错误）? 两个端子可直接连接 AS-i 接口电缆

? 两个按钮显示从站的状态信息，切换运行模式，并可将现有的组态作为设置组态可以使用 STEP 7-Micro/WIN AS-i 向导组态（CP 243-2）AS-i 模块。AS-i 向导可以帮助您在您的组态中使用来自 AS-i 网络的数据。要启动 AS-i 向导，选择 Tools > AS-i Wizard 菜单命令。

AS-i 接口模块触点的负载能力量大是 3A。如果 AS-i 接口模块电缆上的电流**过该值，该 AS-i 接口则不能连接到 AS-i 电缆上，而应由一个分开的

电缆来连接（这种情况下，只使用 AS-i 接口模块的一对端子）。该 AS-i 接口必须通过接地端子接到接地导体上。提示：

AS-i 接口模块有功能地的连接。该接口应以尽可能少的电阻连至 PE 导体。

通讯模块77国家代码开关调制解调器模块EM 241

■ EM 241 Modem 模块规范订货号 模块名称及描述尺寸（mm）

（W x H x D）重量 功耗V DC 要求

+5V DC +24V DC

6ES7 241-1AA22-0XA0 EM 241 Modem 模块 71.2 x 80 x 62 190g 2.1W 80mA 70mAEM 241 Modem 模块规范常规 6ES7 241-1AA22-0XA0电话连接隔离（电话线到逻辑和现场） 1500V AC（电的）物理连接RJ11（6 位 4 线）

Modem 标准Bell103，Bell212，V.21，V.22bis，V.23c，V.32，V.32bis，V.3（缺省）安全特性密码回拨拨号脉冲或语音信息协议数字TAP（字母及数字）UCP 命令 1，30，51工业协议ModbusPI输入电源要求电压范围隔离（现场电源到逻辑）20.4 - 28.8V DC500V AC，1 分钟M 241 Modem 模块替代连于 CPU 通讯口的外部 Modem功能。与一个连有 EM 241 的 S7-200 系统进行通

讯，您只需在远端的个人计算机上连接一个外置 Modem 并安装。STEP7-Micro/Win，可以使用 STEP 7-Micro/Win Modem 扩展向导去组态 EM 241 Modem 模块。图39 EM 241 Modem 模块接线端子图EM 241 Modem 模块常规规范讯模块78EM 241■ 安装 EM 241按以下步骤安装 EM 241：1. 将 EM 241 安装在 DIN 导轨上并插上扁平电缆。. 从 CPU 传感器电源或外部电源连接24V DC，装接地端连到系统的地。3. 将电话线连至 RJ11 插座。

4. 按照表格设置国家代码。为了能够读取正确的国家代码，在 CPU 上电

之前，必须设置这些开关。5. CPU上电。绿色的 MG（模板好）灯应接通。现在 EM 241 已为通讯作好准备。EM 241支持的国家代码代码国家电话标准00 澳大利亚ACATS-00201 奥地利CTR2102 比利时CTR2105 加拿大IC CS0306 中国GB348208 丹麦CTR2109 芬兰CTR2110 法国CTR2111 德国CTR2112 希腊CTR2116 爱尔兰CTR2118 意大利CTR2122 卢森堡CTR2125 荷兰CTR2126 新PTC 20027 挪威CTR2130 波兰CTR21 西班牙CTR215 瑞典CTR2136 瑞士CTR2138 英国CTR2139 美国FCC Part 68注意

1. 雷击或其它不可预期的高压作用于电话线上会损坏 EM 241 Modem 模块。

2. 使用经济实用的电话线冲击保护装置，比如常见的用于个人计算机 Modem 的保护装置。冲击保护装置为保护 EM 241 Modem 模块，

可能会损坏。选择一个能够正面指示它在工作的冲击保护装置。

3. 定期检查冲击保护装置以确保 EM 241 Modem 模块能够得到持续的保护。

图40 RJ11 插座的视图■ RJ11 插座图 40 所示为 RJ11 插座的详细图示。可以通过适配器与其它标准的电话接口相连。对于更多信息，请参考您的适配器连接器文档。描述振铃提示允许反向连接。

CPU 描述

CPU 222 版本 1.10 或更高CPU 222 DC/DC/DC 和 CPU 222 AC/DC/继电器

CPU 224 版本 1.10 或更高CPU 224DC/DC/DC 和 CPU 224AC/DC/继电器

CPU 224XP 版本 2.0 或更高CPU 224XP DC/DC/DC 和 CPU 224XP DC/DC继电器CPU 224XPsi CPU 224XPsi DC/DC/DCCPU 226 版本 1.00 或更高CPU 226 DC/DC/DC 和 CPU 226 AC/DC/继电器EM 241 Modem 模块对 S7-200 CPU 的兼容性调制解调器模块通讯模块79■ 概述SINAUT MICRO 基于 S7-200CN，可经济地扩展监控和简单远程控制务。使用 SINAUT MICRO，可较多有 256 个 S7-200CN 站以及控制中心，采用 GPRS 移动无线网络，简便、安全地相互通讯。 并且*保持在线。■ 优点

? 由于可以继续利用现有移动无线网络，节省无线系统的设计和维护成本

? 经济的 GPRS 流量费率，降低月连接费用? GPRS 连接*在线，即具有专线优点? 通过加密数据传输以及 GPRS 供应商的其它措施，可通过公共网安全连接? 通过采用用户友好的通讯管理器，实现高度灵活的双向连接- 站与控制中心之间 站与站之间■ 应用SINAUT MICRO 基于 S7-200CN 和 GPRS。 尤其适用于必须通过无线连接传输小量数据的应用。SINAUT MICRO 可用作经济的故障报警系统，但借助于其双向通讯能力，也适用于简单的远程控制任务。

根据 S7-200CN CPU 的主存储器，除了通讯以外，还可处理本地自动化任务

主要应用于以下领域的非移动站的监控：? 污水处理厂? 饮用水的净化和供给 油和天然气供应? 集中供热网? 自动机器 交通控制系统? 楼宇监控 气象? 灯塔和浮标? 风力发电厂? 光电厂? 智能广告牌另外，SINAUT MICRO 还可用于连接移动站，以进行集中监控： 铁路车辆? **车辆 本地公共交通? 复杂的建筑机械? 河流和沿海区域船只SINAUTMICRO■ 设计SINAUT MICRO 由以下部件成：?SINAUT MD720-3用于 GPRS 和 GSM 通讯的调制解调器? SINAUT MICRO SC软件包包括：- S7-200CN CPU 块库（CPU 224 及以上）

- 用于 PC 控制中心的 OPC 服务器软件

用与 OPC 客户端进行数据交换，例如 WinCC 或 WinCC fl exible

- 用于 PC 控制中心的连接管理器

用于与 SINAUT MD720-3 建立安全的 GPRS 连接，监控这些连接，以

及 S7-200CN 和 S7-200CN 之间的节点间通讯数据路由

MD720-3 调制解调器配有一个 RS232 接口，采用西门子 PPI 适配器

（6ES7 901-3CB30-0XA0），连接到 S7-200CN 控制器。GPRS 数据通讯

使用 SINAUT MICRO SC 软件和 SINAUT MD720-3 GPRS 调制解调器，可

通过 GPRS 进行 S7-200CN PLC 通讯。SINAUT MICRO SC 是一种具有特殊通讯功能的 OPC 服务器，支持远程 S7-200CN服务器连接。 这些 PLC 需要配备 MD720-3 调制解调器。 为此，可使用 SM 网络（**移动通讯系统）的 GPRS 服务（通用分组无线服务）。使用这些 GPRS 连接，远程 S7-200CN PLC 可与 SINAUT MICRO SC 软件本身或与其它通过 SINAUT MICRO SC 软件连接的 S7-200CN PLC 进行通讯。

但从 GPRS 网络必须始终能够访问安装 MICRO SC 软件的 PC。 因此，它

必须通过专线直接连接到 GPRS 网络，或通过 DSL 等固定连接到因特网。

通过 GPRS 进行数据监控S7-200CN 站，带调制解调器SINAUT MD720-3S7-200CN 站，带调制解调器SINAUT MD720-3因特网GSM/GPRS服务提供商S7-200CN 站，带调制解调器INAUT MD720-3控制中心G_IK10_XX_30149OPC 客户端例如 WinCC fl exible,Win CCSINAUT MICRO SOPC 服务器和连接管器GPRS MD720-3通讯模块80SINAUT MICRO■ 功能（续）SINAUT MICRO SC 软件包包括 S7-200CN PLC 块库。借助于这些块和用于 PC 控制中心的 MICRO SC 软件，用户可进行以下类型的数据交换：短信传送

通过应用附加用户软件，可从 S7-200CN PLC 发送短信。 在发送短信

时，必须临时中断 GPRS 连接。

有关发送短信的详细信息，请参见因特网上小型自动化解决

方案 21 中的举例。

通过远程服务访问 S7-200CN PLC

在 SINAUT MD720-3 调制解调器中，可较多保存三个电话号码。通过

SINAUT MD720-3 调制解调器，可进行远程服务连接。如果拨叫其中一

个号码， MD720-3 将中断 GPRS 连接，通过至 PLC 的远程服务连接进行

交换。 在远程服务对话结束时，重新建立 GPRS 连接。

通过控制中心两站之间的数据交换

站与控制中心之间的数据交换站 1控制中心data站 1控制中心站 1控制中心数据

数据站 1 发送数据至控制中心

控制中心发送数据至站 1

控制中心扫描站 1 的数据 G_IK10_XX_30045站 1 控制中心站 2数据数据站 1 发送数据至站 2控制中心站 2站 1数据数据站 1 发送数据至站 2G_IK10_XX_30046

INAUT MD720-3 6NH9 720-3AA0 GPRS调制解调器SIMATIC S7-200 PC/PP电缆6ES7 901-3CB30-0XA0 用于将 S7-200和 MD720-3 连接到一起ANT794-4MR 6NH9 860-1AA00 GPRS天线SINAUT MICRO SC8 6NH9 910-0AA100AA3 用于与 S7-200 通讯的PC 服务器，8 个远程站连接管理；SINAUT MICRO SC64 6NH9 910-0AA10-0AA6 用于与 S7-200 通讯的

OPC 服务器，64 个远程站的连接管理；

SINAUT MICRO SC256 6NH9 910-0AA10-0AA8 用于与 S7-200 通讯的OPC 服务器，256 个远程站的连接管理；产品订货GPRS MD720-3通讯模块816 S7

-200CN 附件 ................................. 86.1 存储块............................................................ 82.2 扩展电缆 ............................................................... 83

6.3 PC / PPI 编程电缆 ................................................... 846.4 输入仿真器 ........................................................... 8582常规特性尺寸

电池3V，30MA小时RENATA CR 1025尺寸9.9MMX2.5MM存储模块■ 可选卡件■ 存储卡? 存在不储同卡型号的 CPU 之间使用存储卡有一些限制。由特定型号CPU 编程的存储卡只能被相同或更高类型号的 CPU 读取，见表 A-64：在 ... 中编程的存储卡可以被 ... 读取CPU 221 CPU 221、CPU 222、CPU 224、CPU 224XP 和 CPU 226CPU 222 CPU 222、CPU 224、CPU 224XP 和 CPU 226

CPU 224 CPU 224、CPU 224XP 和 CPU 226CPU 224XP/CPU 224XPsi CPU 224XP、CPU 224XPsi 和 CPU 226CPU 226 CPU 226表A-64 存储卡读取限制卡件描述订货号存储卡存储卡，32K（用户程序） 6ES7 291-8GE20-0XA0

存储卡存储卡，64K（用户程序，配方和数据记录） 6ES7 291-8GF23-0XA0

存储卡存储卡，256K（用户程序，配方和数据记录） 6ES7 291-8GH23-0XA0

带电池的实时时钟卡时钟卡精度： 6ES7 297-1AA23-0XA02分钟/月，25°C，

7分钟/月，0°C至55°C电池卡电池卡（数据保持时间）：200天，典型6ES7 291-8BA20-0XA0提示64K 和 256K 存储卡只能用于某些新 CPU，这些 CPU 的订货号如表所示：6ES721x-xx23-0XB8。每个“x”表示此位是不用考虑的位。

建议不要在“23”型 CPU 中使用 32K 存储卡（6ES7 291-8GE20-0XA0），因为 32K 存储卡不支持新的 CPU 功能。当您使用某“23”型 CPU

在 32K 存储卡上存储程序时，编程的存储卡将把该 CPU 作为早期型号的 CPU 来兼容。因此新 CPU 的所有高级功能将不能存储在 32K 存储卡

上。旧型 CPU（“20”、“21”或“22”型）编辑的用户程序可以存储在 32K 存储卡上。这些存储卡可以被新 CPU 读取，这些新 CPU 的

型号如表 A-64 所示。实实时时时钟钟卡卡（6ES7 297-

1AA23-0XA0）是设计用于只和“23”CPU 一起工作的。实时时钟卡（6ES7

297-1AA20-0XA0）的早期版本和“23”型 CPU 在物理或电气上不兼容。

附件S7-200CN83件7-200CN扩展电缆提示在CPU/扩展模块的连接中只能使一条扩展电缆。常规特性（6ES7 290-6AA20-0XA0）电缆长度0.8M重量25G

接口类型10针扁平电缆图A-40 I/O扩展电缆的典型安装84编程电缆

PC/PPI 电缆

表A-67 RS-232/PPI 多主站电缆和 USB/PPI 多主站电缆规范

描述S7-200 RS-232/PPI 多主站电缆S7-200 USB/PPI 多主站电缆

订货号6ES 7 901-3CB30-0XA0 6ES 7-901-3DB30-0XA0总体特性

电源电压14.4~28.8V DC 14.4~28.8V DC4V电源的电流较大60mA RMS 较大50mA RMS方向改变延时：接收的RS-232停止位边沿到发送的RS-485停止位沿

隔离RS-485到RS-232：500V DC RS-485到USB：500V DCRS-485 一侧的电气特性共模电压范围-7V到+12V，1秒，3V RMS -7V到+12V，1秒，3V RMS接收器输入阻抗5.4KΩ 较小值，包含终端5.4KΩ较小值，包含终端终端/偏置10KΩ 至 +5V，在B点、Profi bus 插针3 10KΩ 至 +5V，在 B 点、Profi bus 插针 310KΩ 至 GND，在A点、Profi bus 插针8 10KΩ 至 GND，在 A 点、Profi bus插针 8接收器阀值/灵敏度+/-0.2V，60mV 典型滞后+/-0.2V，60mV 典型滞后

发送器差分输出电压2V 较小值，当RL=100 Ω时， 2V 较小值，当RL=100 Ω时

1.5V 较小值，当RL=54 Ω 1.5V 较小值，当RL=54 ΩRS-232 一侧的电气特性

接收器输入阻抗3KΩ较小值－接收器阀值/灵敏度较低0.8V ，较高2.4V －0.5V 典型滞后发送器输出电压+/-5V 较小值，当RL=3K Ω时－USB 一侧的电气特性较大速率（12MB/s），人机界面设备（HID）5V的电源电流－ 较大 50mA

掉电电流－ 较大 400uA图A-44 S7-200 RS-232/PPI 多主站电缆的尺寸、标签和 LEDTx 颜色描述LED 绿色RS-232发送指示灯Rx 绿色RS-232接收指示灯

PPI 绿色RS-485发送指示灯LED 颜色描述Tx 绿色USB发送指示灯

Rx 绿色USB接收指示灯PPI 绿色RS-485发送指示灯图A-45 S7-200 USB/PPI 多主站电缆的尺寸和 LED附件S7-200C85输入仿真器订货号8输入仿真器14输入仿真器24输入仿真器

6ES 7 274-1XF00-0XA0 6ES 7 274-1XH00-0XA00 6ES 7 274-1XK00-0XA

尺寸（L x W x D） 61 x 33.5 x 22mm 91.5 x 35.5 x 22mm 148.3 x 35.5 x 22mm重量0.02Kg 0.03Kg 0.04Kg点数8 14 24警告这些输入仿真器未被证明能够用于 Class 1 DIV 2 或 Class 1 Zone 2 危险境。这些开关可能会引起火花。

这些输入仿真器不能用于 Class 1 DIV 2 或 Class 1 Zone 2 危险环境。

附件S7-200CN图A-46 输入仿真器的安装67 软件 .................................................867.1 S7-200CN 编程软件 Micro/Win.............................. 877.2 S7-200CN 浏器..................................................897.3 S7-200 PC 访问 ..................................................... 9087S7-200CN 编程软件 Micro/WinSTEP 7-Micro/Win V4.0■ 产品特性：? 较新升级的指令向导功能PID 自整定界面

PLC 内置脉冲串输出（PTO）和脉宽调制（PWM）指令向导

数据记录向导配方向导? 新诊断工具在线趋势表可直观显示状态值事件历史记录可记载 PLC 较近事件诊断 LED 能由 PLC 程序控制? 新指令和新增库夏时补偿指令能根据季节交替，设置时间自动补偿功能历经时间指令允许用户根据应用需要定制定时器增加更多可间接寻址的存储器类型

新字符串数据类型中断清除事件指令升级 USS 库支持（用于先前已购买附加 protocol 指令库的用户）? 支持新 CPU 硬件

不选择在线程序编辑时，则有更大的程序存储区新 PLC 内置模拟量 I/O 支持

支持漏型或源型脉冲输出? 支持新存储卡

S7-200CN Explorer 浏览器可直接从 PC问所有的 PLC 存储卡

可选择配方和数据记录的传送可检查存储卡组态? 数据块帮助系统更加实用

数据块页包括单打印功能? 使用更加方便（可观性）

西门子PLC

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· 用户可以自己择优选择，达到较佳集成。

         3.2拓扑结构

    网络的拓扑结构主要有总线拓扑和自由拓扑两种结构：

（1）总线式拓扑结构

总线式拓扑结构如图1所示。所有站点不需要经交换设备，可直接连接到传媒体上（即总线），即所有站点共享一条公共的传输媒体，任何一个站点都能在此媒体上发送传播，并能被所有站点接收，由于所有站点共享一条公共传输媒体，所有在某一时刻只能有一个站点能够发送，与其他站点的发送相竞争，故由载波监听多路访问/冲突检测的媒体访问控制器来控制。总线拓扑是由一条主干线和若干条分支线及两个总线（bus）终端匹配器。 

（2）自由拓扑式结构

自由拓扑式结构如图2所示。其通讯信道上只有一个终端匹配器，通讯信道可以是总线星型、环型和混合型，所有的站点可直接连接到传输媒体（环）上，在环上循环地传输一个特定的位串（称为令牌），获得令牌的站点才有权发送，若无发送则把令牌传给下一个站点。如：Lonworks 支持多种拓扑结构，选择不同的收发器可构成星型环型、树型、混合型，而寻址由协议来解决，这样使得现场互联更加灵活。

3.3网络物理介质

    在构造网络时，必须了解构成网络物理介质的特性，正确选择网络的物理介质，进行较优化的布线设计、安装与测试，以使所构成的网络具有高的性能价格比。网络的传输媒体通常采用双绞线（有屏蔽和无屏蔽）、同轴电缆（细缆和粗缆）和光缆，而对现场总线网络采用高质无屏蔽双绞线取代同轴电缆时，有利于解决数据高速传输，降低线间串扰和电磁辐射等，并能便于治理系统的扩充。因光缆具有保密性强、体积小、重量轻、不怕电磁干扰、通讯容量大、通讯间隔远等

优点，在现场总线的互联网中采用廉价的塑料光缆是一种性能价格比高的设计方案。但在网络结构设计中首要的是根据所采用现场总线支持的物理介质，如：Lonwor-ks支持多种介质就是其主要的技术特点之一，对于不同的传输介质的支持是通过收发器(Transceiver)实现的，在一个通讯信道上，只能使用相同类型的收发器产品，才可以直接连接。目前使用较多的收发器是FTT—10（非总线供电）和LPT—10（总线供电），对于终端匹配器的使用应引起足够的重视，尤其是在通讯电缆比较短时，若不使用终端匹配器会使网络吞吐率下降20%—30%。终端匹配器的数目由网络总线的拓扑结构决定，总线的拓扑结构的不同，网络的覆盖范围有非常大的差异。

         3.4网络协议

        网络协议是指用于网络之间相互沟通、传输信息所要共同遵守的基础。网络协议有**网络协议和非**（标准）网络协议之别。现场总线通讯协议基本遵照ISO/OSI参考模型，主要实现*1（物理层）、2（数据链路层）、7（应用层）层功能。OSI模型是建立在七层协议基础上，作为一个起始点以发展计算机通讯标准。每层都有一定等级功能，具有规定的高层或低层的接口；

为提供一定功能通讯标准，并不一定所有的层都需要。当与很好定义的程序模块连接时，该模块定义了数据意义及格式，OSI模块将提供一个多卖主相互操纵的高水平工具。一个典型的开放系统结构可以应用在产业和贸易的控制系统上，按照布置，所有的开放系统元件，使用标准协议作为本系统语言，*翻译，可以相互通讯。

        物理层采用EIA-RS232、EIA-RS422/RS485等协议。由于在某些情况下，现场传感器、变送器要从现场总线“窃取”电能作为它们的工作电源，因此对总线上数字信号的强度（驱动能力）、

传输速率、信噪比以及电缆尺寸、线路长度等都提出一定要求。

    数据链路层考虑到现场设备故障较多，更换频繁，所以数据链路层媒体访问控制多采用受控访问（包括轮询和令牌）协议，通常，各PCU、PLC作为主站，传感器、变送器等作为从站。另外，须支持点对点、点对多点和广播通讯方式。

应用层解决的是应用什么样的高级语言（或过程控制语言）作为面向用户的编程（或组态）语言的题目，其中包括设备名称、网络变量与配置（捆绑）关系，参数与功能调用及相关说明等，一般应具有符合IEC1131-3标准的图形用户界面（GUI）。

         4  以太网与现场总线技术的比较

(1)  物理层比较

(2) 介质访问控制方式比较

　　现场总线介质访问控制方式：

　　现场总线的介质访问控制方式要满足产业控制网络的要求，即通讯的实时性和确定性。确定性指站点每次得到网络服务间隔和时间是确定的；实时性指网络分配给站点的服务时间和间隔可以保证站点完成它确定的任务。

　　目前现场总线技术采用的介质访问控制方式主要有：令牌、主从、生产者/客户（producer/consumer）。

　　以太网介质访问控制方式：

CSMA/CD(载波监听多路访问/冲突检测)是以太网（或IEEE802.3）采用的介质访问控制方式。

             5 结束语

    任何一种现场总线都有各自适合的领域，并且各领域又有各自的都有其特点。有实力的厂商会投资很多相关技术，例如ABB、Siemens都有自己的现场总线产品，市场、技术是都是导向因素。以太网良好会进进产业现场，下放到车间层，成为车间层的控制网络，而不是以前的纯治理网。因此，下一代控制的目标是由对产品的宏观控制（经济控制，如本钱控制、运作控制、质量控制、财资控制）到细节控制（如制造控制），即人机化接口与治理信息系统的较大融合。

现场总线介绍  

定义：

是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现

场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题 。

主要用于：

制造业、流程工业、交通、楼宇、电力等方面的自动化系统中。

2003年4月，IEC61158 Ed.3现场总线标准*3版正式成为国际标准，规定10种类型的现场总线。

Type 1 TS61158现场总线

Type 2 ControlNet和Ethernet/IP现场总线

Type 3 Profibus现场总线

Type 4 P-NET现场总线

Type 5 FF HSE现场总线

Type 6 SwiftNet现场总线

Type 7 World FIP现场总线

Type 8 Interbus现场总线

Type 9 FF H1现场总线

Type 10 PROFInet现场总线

现场总线的技术特征

(1) 全数字化通信

(2) 开放型的互联网络

(3) 互可操作性与互用性 

(4) 现场设备的智能化 

(5) 系统结构的高度分散性

(6) 对现场环境的适应性

现场总线的特点

现场控制设备具有通信功能，便于构成工厂底层控制网络。

通信标准的公开、一致，使系统具备开放性，设备间具有互可操作性。

功能块与结构的规范化使相同功能的设备间具有互换性。

控制功能下放到现场，使控制系统结构具备高度的分散性。

现场总线的优点

现场总线使自控设备与系统步入了信息网络的行列，为其应用开拓了更为广阔的领域；

一对双绞线上可挂接多个控制设备， 便于节省安装费用；

节省维护开销；

提高了系统的可靠性；

为用户提供了更为灵活的系统集成主动权。

现场总线技术的发展趋势

从现场总线技术本身来分析，它有两个明显的发展趋势：

一是寻求统一的现场总线国际标准

二是Industrial Ethernet走向工业控制网络 

统一、开放的TCP/IP Ethernet是20多年来发展较成功的网络技术 ，过去一直认为，Ethernet是为IT领域应用而开发的，它与工业网络在实时性、环境适应性、总线馈电等许多方面的要求存在差距，在工业自动化领域只能得到有限应用。事实上，这些问题正在迅速得到解决，国内对EPA技术（Ethernet for Process Automation）也取得了很大的进展。

随着FF HSE的成功开发以及PROFInet的推广应用，可以预见Ethernet技术将会十分迅速地进入

工业控制系统的各级网络。 

工业以太网的发展

国际上形成的工业以太网技术的四大阵营：

主要用于离散制造控制系统的是：

Modbus-IDA工业以太网

Ethernet/IP工业以太网

PROFInet工业以太网

主要用于过程控制系统的是：

Foundation Fieldbus HSE工业以太网

随着科学技术的快速发展，过程控制领域在过去的两个世纪里发生了巨大的变革。150多年前出现的基于5－13psi的气动信号标准（PCS，Pneumatic Control System气动控制系统），标志着控制理论初步形成，但此时尚未有控制室的概念；20世纪50年代，随着基于0－10mA或4－20mA的电流模拟信号的模拟过程控制体系被提出并得到广泛的应用，标志了电气自动控制时代的到来，三大控制论的确立奠定了现代控制的基础，设立控制室、控制功能分离的模式也一直沿用至今；20世纪70年代，随着数字计算机的介入，产生了“集中控制”的中央控制计算机系统，而信号传输系统大部分是依然沿用4－20mA的模拟信号，不久人们也发现了伴随着“集中控制”，该系

统存在着易失控、可靠性低的缺点，并很快将其发展为分布式控制系统（DCS，Distributed Control System分布式控制系统）；微处理器的普遍应用和计算机可靠性的提高，使分布式控制系统得到了广泛的应用，由多台计算机和一些智能仪表以及智能部件实现的分布式控制是其较主要的特征，而数字传输信号也在逐步取代模拟传输信号。随着微处理器的快速发展和广泛的应用，数字通信网络延伸到工业过程现场成为可能，产生了以微处理器为核心，使用集成电路代替常规电子线路，实施信息采集、显示、处理、传输以及优化控制等功能的智能设备。设备之间彼此通信、控制，在精度、可操作性以及可靠性、可维护性等都有更高的要求。由此，导致了现场总

线的产生。

现场总线的实质和优点

1984年，现场总线的概念得到正式提出。IEC（International Electrotechnical Commission,国际电工**）对现场总线（Fieldbus）的定义为：现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备和控制装置之间实行双向、串形、多结点的数字通信技术。

不同的机构和不同的人可能对现场总线有着不同的定义，不过通常情况下，大家公认现场总线的本质体现在以下六个方面：

现场通信网络 

用于过程自动化和制造自动化的现场设备或现场仪表互连的现场通信网络。

现场设备互联 

依据实际需要使用不同的传输介质把不同的现场设备或者现场仪表相互关联。

互操作性 

用户可以根据自身的需求选择不同厂家或不同型号的产品构成所需的控制回路，从而可以自由地集成FCS。

分散功能块 

FCS 废弃了DCS 的输入/输出单元和控制站, 把DCS 控制站的功能块分散地分配给现场仪表, 从而构成虚拟控制站，彻底地实现了分散控制。

通信线供电 

通信线供电方式允许现场仪表直接从通信线上摄取能量, 这种方式提供用于本质安全环境的低功耗现场仪表, 与其配套的还有安全栅。

开放式互联网络 

现场总线为开放式互联网络，既可以与同层网络互联，也可与不同层网络互联，还可以实现网络

数据库的共享。

从以上内容我们可以看到，现场总线体现了分布、开放、互联、高可靠性的特点，而这些正是DCS系统的缺点。DCS通常是一对一单传送信号，其所采用的模拟信号精度低，易受干扰，位于操作室的操作员对模拟仪表往往难以调整参数和预测故障，处于“失控”状态，很多的仪表厂商自定标准，互换性差，仪表的功能也较单一，难以满足现代的要求，而且几乎所有的控制功能都位于控制站中。FCS则采取一对多双向传输信号，采用的数字信号精度高、可靠性强，设备也始终处于操作员的远程监控和可控状态，用户可以自由按需选择不同品牌种类的设备互联，智能仪表具有通信、控制和运算等丰富的功能，而且控制功能分散到各个智能仪表中去。由此我们可以看到FCS相对于DCS的巨大进步。

也正是由于FCS的以上特点使得其在设计、安装、投运到正常生产都具有很大的优越性：首先由于分散在前端的智能设备能执行较为复杂的任务，不再需要单的控制器、计算单元等，节省了硬件投资和使用面积；FCS的接线较为简单，而且一条传输线可以挂接多了设备，大大节约了安装费用；由于现场控制设备往往具有自诊断功能，并能将故障信息发送至控制室，减轻了维护工作；同时，由于用户拥有高度的系统集成自主权，可以通过比较灵活选择合适的厂家产品；整体系统的可靠性和准确性也大为提高。这一切都帮助用户实现了减低安装、使用、维护的成本，较终达到增加利润的目的。

现场总线的现状

由于各个国家各个公司的利益之争，虽然早在1984年国际电工技术**/国际标准协会（IEC/ISA）就着手开始制定现场总线的标准，至今统一的标准仍未完成。很多公司也推出其各自的现场总线技术，但彼此的开放性和互操作性还难以统一。目前现场总线市场有着以下的特点：

多种现场总线并存 

目前世界上存在着大约四十余种现场总线，如法国的FIP，英国的ERA，德国西门子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGarazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美国的DeviceNet与ControlNet等等。这些现场总线大都用于过程自动化、医药领域、加工制造、交通运输、*、**、农业和楼宇等领域，大概不到十种的总线占有８０％左右

的市场。

各种总线都有其应用的领域 

每种总线大都有其应用的领域，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；LonWrks、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，而这些划分也不是**的，每种现场总线都

力图将其应用领域扩大，彼此渗透。

每种现场总线都有其国际组织和支持背景 

大多数的现场总线都有一个或几个大型跨国公司为背景并成立相应的国际组织，力图扩大自己的影响、得到更多的市场份额。比如PROFIBUS以Siemens公司为主要支持，并成立了PROFIBUS国际用户组织WorldFIP以Alstom公司为主要后台，成立了WorldFIP国际用户组织。

多种总线成为国家和地区标准 

为了加强自己的竞争能力，很多总线都争取成为国家或者地区的标准，比如PROFIBUS已成为德国标准，WorldFIP已成为法国标准等。

设备制造商参与多个总线组织 

为了扩大自己产品的使用范围，很多设备制造商往往参与不止一个甚至多个总线组织。

各个总线彼此协调共存 

由于竞争激烈，而且还没有哪一种或几种总线能一统市场，很多重要企业都力图开发接口技术，使自己的总线能和其他总线相连，在国际标准中也出现了协调共存的局面。

工业自动化技术应用于各行各业，要求也千变万化，使用一种现场总线技术也很难满足所有行业的技术要求；现场总线不同于计算机网络，人们将会面对一个多种总线技术标准共存的现实世界。技术发展很大程度上受到市场规律、商业利益的制约；技术标准不仅是一个技术规范，也是一个商业利益的妥协产物。而现场总线的关键技术之一是彼此的互操作性，实现现场总线技术的统一是所有用户的愿望。

主流现场总线简介

下面就几种主流的现场总线做一简单介绍。

1基金会现场总线（FoundationFieldbus 简称FF）

这是以美国Fisher-Rousemount公司为首的联合了横河、ABB、西门子、英维斯等80家公司制定的ISP协议和以Honeywell公司为首的联合欧洲等地150余家公司制定的WorldFIP协议于1994年9

月合并的。该总线在过程自动化领域得到了广泛的应用，具有良好的发展前景。

基金会现场总线采用国际标准化组织ISO的开放化系统互联OSI的简化模型（1，2，7层），即物理层、数据链路层、应用层，另外增加了用户层。FF分低速H1和高速H2两种通信速率，前者传输速率为31.25Kbit/秒，通信距离可达1900m，可支持总线供电和本质安全防爆环境。后者传输速率为1Mbit/秒和2.5Mbit/秒，通信距离为750m和50