什么是現場總線(第七次共同學習)?
安徽得潤電氣與大家一起對現場總線的學習已經第七次了,雖說數次學習也只能說是有了個大致的了解。總線的類型及標準很多,應用的場合也是紛繁復雜,廣度和深度也越來越多,實踐出真知,得潤電氣也希望大(da)家能(neng)夠通過(guo)這次關(guan)于總(zong)線的一系列共同學習對現(xian)場(chang)總(zong)線能(neng)有更深(shen)一層(ceng)次的認識。
主流的現場總(zong)線(xian)有以(yi)下9種(zhong):
1、基金會現(xian)場總(zong)線(xian)(FoundationFieldbus 簡稱FF):這(zhe)是以美國Fisher-Rousemount公司為首(shou)的聯合了橫河、ABB、西門子、英(ying)維斯等(deng)80家公司制(zhi)定(ding)的ISP協議和以Honeywell公司為首(shou)的聯合歐洲等(deng)地150余家公司制(zhi)定(ding)的WorldFIP協議于1994年9月合并的。該總(zong)線(xian)在過(guo)程自動(dong)化領(ling)域得到(dao)了廣(guang)泛的應用,具有(you)良好的發展(zhan)前景(jing);
2、CAN(ControllerAreaNetwork控(kong)制(zhi)器局(ju)域網(wang)):最(zui)早由德國BOSCH公(gong)司推(tui)出,它廣(guang)泛用于離(li)散控(kong)制(zhi)領域,其總(zong)(zong)線規范已被ISO國際(ji)標(biao)(biao)準組織(zhi)制(zhi)定(ding)為國際(ji)標(biao)(biao)準,得(de)到了Intel、Motorola、NEC等公(gong)司的(de)支持(chi)。CAN協(xie)議(yi)分為二層:物理層和數據鏈路(lu)層。CAN的(de)信(xin)號傳輸采用短(duan)幀結構(gou),傳輸時間短(duan),具有自動關閉功能,具有較(jiao)強的(de)抗干(gan)擾能力。CAN支持(chi)多主(zhu)工作方(fang)式,并(bing)采用了非(fei)破壞性總(zong)(zong)線仲裁技術,通(tong)過設置優先級來避免沖突(tu),通(tong)訊(xun)距(ju)離(li)最(zui)遠可達(da)10KM/5Kbps/s,通(tong)訊(xun)速率最(zui)高可達(da)40M /1Mbp/s,網(wang)絡節點數實(shi)際(ji)可達(da)110個。已有多家公(gong)司開發(fa)了符(fu)合CAN協(xie)議(yi)的(de)通(tong)信(xin)芯片;
3、Lonworks:它由美國Echelon公(gong)(gong)司(si)推(tui)出,并由Motorola、Toshiba公(gong)(gong)司(si)共同倡(chang)導(dao)。它采(cai)用(yong)ISO/OSI模(mo)型的(de)(de)全(quan)部7層通(tong)訊協(xie)議,采(cai)用(yong)面向對象的(de)(de)設(she)計方法,通(tong)過網絡(luo)(luo)變量把(ba)網絡(luo)(luo)通(tong)信設(she)計簡化(hua)為(wei)參(can)數設(she)置。支持雙絞線(xian)、同軸電纜(lan)、光纜(lan)和紅外(wai)線(xian)等(deng)(deng)多種通(tong)信介(jie)質,通(tong)訊速(su)率從300bit/s至1.5M/s不(bu)等(deng)(deng),直接通(tong)信距離可(ke)達2700m(78Kbit/s),被(bei)(bei)譽為(wei)通(tong)用(yong)控制網絡(luo)(luo)。Lonworks技術采(cai)用(yong)的(de)(de)LonTalk協(xie)議被(bei)(bei)封裝到Neuron(神(shen)經元(yuan))的(de)(de)芯片(pian)中(zhong),并得以(yi)實(shi)現。采(cai)用(yong)Lonworks技術和神(shen)經元(yuan)芯片(pian)的(de)(de)產品(pin),被(bei)(bei)廣(guang)泛應用(yong)在樓(lou)宇自動化(hua)、家庭自動化(hua)、保(bao)安(an)系統、辦公(gong)(gong)設(she)備、交通(tong)運輸(shu)、工業過程控制等(deng)(deng)行業;
4、DeviceNet:DeviceNet是(shi)一種低(di)成本的(de)(de)通信(xin)連接也是(shi)一種簡單的(de)(de)網絡(luo)(luo)解決方案(an),有(you)著開放的(de)(de)網絡(luo)(luo)標準。DeviceNet具有(you)的(de)(de)直(zhi)接互聯(lian)性不僅改善了設(she)(she)(she)備(bei)(bei)間的(de)(de)通信(xin)而且提供了相(xiang)當(dang)重要的(de)(de)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)級陣(zhen)地功能。DeviceNet基于CAN技(ji)術,傳輸率為125Kbit/s至(zhi)500Kbit/s,每個網絡(luo)(luo)的(de)(de)最大節點為64個,其(qi)通信(xin)模式為:生(sheng)產者/客戶(Producer/Consumer),采用多信(xin)道廣播信(xin)息(xi)發送方式。位于DeviceNet網絡(luo)(luo)上(shang)的(de)(de)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)可以自由連接或斷開,不影響網上(shang)的(de)(de)其(qi)他設(she)(she)(she)備(bei)(bei),而且其(qi)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)的(de)(de)安裝布(bu)線(xian)成本也較低(di)。DeviceNet總線(xian)的(de)(de)組織(zhi)結構是(shi)Open DeviceNet Vendor Association(開放式設(she)(she)(she)備(bei)(bei)網絡(luo)(luo)供應商協(xie)會,簡稱(cheng)“ODVA”);
5、PROFIBUS:PROFIBUS是德國標(biao)準(zhun)(DIN19245)和(he)歐(ou)洲標(biao)準(zhun)(EN50170)的現場總線標(biao)準(zhun)。由PROFIBUS--DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA系列(lie)組成。DP用(yong)(yong)于(yu)分散外設間高速數(shu)據傳輸,適用(yong)(yong)于(yu)加工自(zi)動(dong)化(hua)(hua)領域。FMS適用(yong)(yong)于(yu)紡(fang)織、樓宇自(zi)動(dong)化(hua)(hua)、可(ke)編(bian)程控制(zhi)器、低壓開關等(deng)。PA用(yong)(yong)于(yu)過程自(zi)動(dong)化(hua)(hua)的總線類型,服從IEC1158-2標(biao)準(zhun)。PROFIBUS支持主(zhu)-從系統(tong)、純主(zhu)站系統(tong)、多(duo)主(zhu)多(duo)從混合系統(tong)等(deng)幾種(zhong)傳輸方式。PROFIBUS的傳輸速率為9.6Kbit/s至12Mbit/s,最大傳輸距離在(zai)9.6Kbit/s下為1200m,在(zai)12Mbit/s小為200m,可(ke)采用(yong)(yong)中繼器延長至10km,傳輸介質為雙絞線或者(zhe)光纜,最多(duo)可(ke)掛(gua)接127個站點;
6、HART:HART是Highway Addressable Remote Transducer的(de)(de)(de)(de)縮(suo)寫,最(zui)早由(you)Rosemount公(gong)司開發(fa)。其特點(dian)是在現(xian)有模(mo)擬信(xin)(xin)號(hao)傳(chuan)輸線(xian)上實現(xian)數字信(xin)(xin)號(hao)通信(xin)(xin),屬(shu)于模(mo)擬系統向數字系統轉變的(de)(de)(de)(de)過(guo)渡(du)產品。其通信(xin)(xin)模(mo)型采(cai)(cai)用(yong)(yong)物理層、數據鏈(lian)路層和應用(yong)(yong)層三層,支持點(dian)對點(dian)主(zhu)從應答方式和多點(dian)廣(guang)播(bo)方式。由(you)于它采(cai)(cai)用(yong)(yong)模(mo)擬數字信(xin)(xin)號(hao)混和,難以開發(fa)通用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)通信(xin)(xin)接口(kou)芯片。HART能(neng)利用(yong)(yong)總線(xian)供電,可滿足本(ben)質安(an)全防(fang)爆(bao)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求,并(bing)可用(yong)(yong)于由(you)手持編程器與管理系統主(zhu)機作為主(zhu)設備(bei)的(de)(de)(de)(de)雙主(zhu)設備(bei)系統;
7、CC-Link: CC-Link是(shi)(shi)(shi)Control&Communication Link(控制與通信鏈路系統(tong))的(de)(de)(de)(de)縮寫,在(zai)1996年11月(yue),由三菱電機為(wei)主導的(de)(de)(de)(de)多家(jia)公司推(tui)出,其增長勢頭迅猛(meng),在(zai)亞洲占有較大份額。在(zai)其系統(tong)中(zhong),可以將控制和(he)信息(xi)數據(ju)同是(shi)(shi)(shi)以10Mbit/s高速傳送至現場網絡(luo),具有性能卓越、使用(yong)簡單、應用(yong)廣泛、節省成本等優(you)點。其不僅(jin)解決(jue)了(le)工業(ye)現場配(pei)線復雜的(de)(de)(de)(de)問(wen)題,同時具有優(you)異的(de)(de)(de)(de)抗(kang)噪性能和(he)兼(jian)容性。CC-Link是(shi)(shi)(shi)一個以設備層(ceng)(ceng)為(wei)主的(de)(de)(de)(de)網絡(luo),同時也(ye)可覆蓋較高層(ceng)(ceng)次(ci)的(de)(de)(de)(de)控制層(ceng)(ceng)和(he)較低層(ceng)(ceng)次(ci)的(de)(de)(de)(de)傳感層(ceng)(ceng)。2005年7月(yue)CC-Link被中(zhong)國(guo)國(guo)家(jia)標(biao)準委(wei)員(yuan)會批準為(wei)中(zhong)國(guo)國(guo)家(jia)標(biao)準指導性技術(shu)文件;
8、WorldFIP: WorldFIP的(de)(de)(de)(de)北美(mei)部分與ISP合并為(wei)FF以(yi)后,WorldFIP的(de)(de)(de)(de)歐(ou)洲部分仍保持獨立,總部設在(zai)(zai)法(fa)國(guo)。其在(zai)(zai)歐(ou)洲市場占(zhan)有重要地(di)位(wei),特別是在(zai)(zai)法(fa)國(guo)占(zhan)有率(lv)大約(yue)為(wei)60%。WorldFIP的(de)(de)(de)(de)特點是具有單一(yi)的(de)(de)(de)(de)總線結構來適用不(bu)同的(de)(de)(de)(de)應用領(ling)域的(de)(de)(de)(de)需求,而且(qie)沒有任何(he)網關或網橋,用軟件的(de)(de)(de)(de)辦法(fa)來解決(jue)高速(su)(su)和(he)低速(su)(su)的(de)(de)(de)(de)銜接。WorldFIP與FFHSE可以(yi)實現“透(tou)明聯接”,并對FF的(de)(de)(de)(de)H1進(jin)行了技術拓展,如速(su)(su)率(lv)等。在(zai)(zai)與IEC61158第一(yi)類(lei)型的(de)(de)(de)(de)連接方面,WorldFIP做得最好,走在(zai)(zai)世界(jie)前列;
9、INTERBUS: INTERBUS是德國(guo)Phoenix公司推(tui)出(chu)(chu)的較早的現場(chang)總(zong)線(xian)(xian),2000年2月成為國(guo)際(ji)標準IEC61158。INTERBUS采(cai)用國(guo)際(ji)標準化組織ISO的開(kai)放化系統互聯OSI的簡化模型(1,2,7層),即物理層、數(shu)據(ju)鏈路層、應(ying)用層,具有強大的可靠性(xing)(xing)(xing)(xing)、可診(zhen)斷性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)易維護性(xing)(xing)(xing)(xing)。其采(cai)用集總(zong)幀(zhen)型的數(shu)據(ju)環(huan)通信,具有低速度(du)、高(gao)效率的特點,并嚴格保證了數(shu)據(ju)傳輸(shu)的同步(bu)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)周期性(xing)(xing)(xing)(xing);該總(zong)線(xian)(xian)的實時(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)、抗(kang)干(gan)擾性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)可維護性(xing)(xing)(xing)(xing)也非常出(chu)(chu)色。INTERBUS廣泛(fan)地應(ying)用到汽車、煙草、倉儲、造紙(zhi)、包(bao)裝(zhuang)、食品(pin)等(deng)工業(ye),成為國(guo)際(ji)現場(chang)總(zong)線(xian)(xian)的領先者;
此外較有影響的(de)現場總(zong)線還有丹(dan)麥公司Process-Data A/S 提出的(de)P-Net,該(gai)總(zong)線主(zhu)要(yao)應用于農(nong)業、林業、水利(li)、食品等行業;SwiftNet現場總(zong)線主(zhu)要(yao)使(shi)用在航(hang)空(kong)航(hang)天等領域。
得潤電氣關于現(xian)場(chang)總(zong)(zong)(zong)線的學(xue)習(xi)這次就告一段(duan)落了,感謝大(da)家一直(zhi)以來(lai)的陪伴,希望通過得潤電氣關于總(zong)(zong)(zong)線的系列學(xue)習(xi),大(da)家能對現(xian)場(chang)總(zong)(zong)(zong)線的理解(jie)在(zai)理論(lun)上,總(zong)(zong)(zong)線的歷史及(ji)發展趨勢上能有一個(ge)較為全面的了解(jie),方便大(da)家以后在(zai)總(zong)(zong)(zong)線技術(shu)上的應用。
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