CAN与PROFIBUS现场总线技术及其应用解析

"该资料主要探讨了基于ETHNET的多主系统，特别是分层的多主系统在現場总线技术中的应用。课程涉及了CAN和PROFIBUS两种常见的现场总线，并介绍了相关的学习内容、考核方式以及思考题，旨在让学生深入了解现场总线的定义、特点、协议及其在实际应用中的设计与实现。" 现场总线是一种用于自动化设备之间通信的局域网络，它允许设备直接相互通信，减少了对中央控制器的依赖。在工业自动化领域，现场总线技术具有重要意义，因为它提高了系统的灵活性、可靠性和效率。 CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用的现场总线，尤其在汽车和工业控制中。CAN总线的ID标识符是用于区分网络上不同设备发送的数据帧的关键，它决定了消息的优先级。CAN总线的主要特点是支持多主通信、错误检测能力强、数据传输可靠。CAN报文有两种格式：标准帧和扩展帧，分别定义了不同的标识符长度和数据长度。此外，CAN总线的应用层协议如CANopen、J1939等提供了更高层次的通信规则和服务。 PROFIBUS是另一种重要的现场总线系统，尤其在欧洲工业中广泛使用。它支持多种协议，如PROFIBUS DP（分布式I/O）、PROFIBUS FMS（现场总线消息规范）等，适用于不同层次的自动化通信。PROFIBUS控制系统的设计与开发涉及到协议的详细配置、设备的连接以及通信初始化等。 学习现场总线技术不仅需要理解基础概念，如通信线路的外部和内部特征，包括机械连接、电气特性、信息传输方式、协议和编码方案等，还要掌握实际应用中的设计方法，例如根据具体场景（如汽车、楼宇自动化、PLC或变频器应用）设计系统框图，选择合适的协议，并编写通讯初始化和数据/命令执行的代码。 结课考试大纲涵盖了通讯线路的特征，包括有线（如串行接口RS232、RS485等和并行接口ISA、PCI）和无线（如GSM、WiFi、蓝牙等）通信方式。同时，现场总线的应用也与企业资源计划（ERP）、制造执行系统（MES）和过程控制系统（PCS）等数字化工厂模型紧密相关，形成了一套完整的自动化控制系统网络结构。 通过这个课程，学生将能深入理解现场总线技术的核心，掌握如何利用这些技术解决实际工程问题，为未来在自动化和控制领域的工作打下坚实基础。