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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時間:2022-01-06 16:24:56 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
目前國際上有40多種現(xiàn)場總線,但沒有任何一種現(xiàn)場總線能覆蓋所有的應(yīng)用面,按其傳輸數(shù)據(jù)的大小可分為3類:傳感器總線(SensorBus),屬于位傳輸;設(shè)備總線(DeviceBus),屬于字節(jié)傳輸;現(xiàn)場總線,屬于數(shù)據(jù)流傳輸。
(一)基金會現(xiàn)場總線(FF,F(xiàn)ieldbusFounda-tion)以ISO/OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)模式為基礎(chǔ),取其物理層、數(shù)據(jù)鏈層、應(yīng)用層為FF通信模型的相應(yīng)層次,并在應(yīng)用層上增加了用戶層。用戶層主要針對自動化測控應(yīng)用的需要,定義了信息存取的統(tǒng)一規(guī)則,采用設(shè)備描述語言規(guī)定了通用的功能塊集?;饡F(xiàn)場總線的主要技術(shù)內(nèi)容包括FF通信協(xié)議、用于完成開放互聯(lián)模式中第2-7層通信協(xié)議的通信棧、用于描述設(shè)備特性、參數(shù)、屬性及操作接口的DDL設(shè)備描述語言、設(shè)備描述字典、用于實現(xiàn)測量、控制、工程量轉(zhuǎn)換等功能的功能塊、實現(xiàn)系統(tǒng)組態(tài)、調(diào)度、管理等功能的系統(tǒng)軟件技術(shù)以及構(gòu)筑集成自動化系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的系統(tǒng)集成技術(shù)。
(二)LonWorks是用于現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、互聯(lián)、多變量、多點、多站的通信系統(tǒng)。它采用了ISO/OSI模型的全部七層通訊協(xié)議,可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、通信速率快、系統(tǒng)安全符合環(huán)境保護要求、造價低廉、維護成本低是現(xiàn)場總線的特點,完全替代4mA-20mA模擬信號,實現(xiàn)傳輸信號數(shù)字化,從而易于現(xiàn)場布線,且降低了電纜安裝和保養(yǎng)費用,增加了可靠性。支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電源線等多種通信介質(zhì),并開發(fā)相應(yīng)的本安防爆產(chǎn)品,被譽為通用控制網(wǎng)絡(luò)。
(三)Profibus與其他現(xiàn)場總線系統(tǒng)相比,Profibus的最大優(yōu)點在于具有穩(wěn)定的國際標準EN50170作保證,并經(jīng)實際應(yīng)用驗證具有普遍性。目前已應(yīng)用的領(lǐng)域包括加工制造、過程控制和自動化等。采用了OSI模型,DP型隱去了3層~7層,而增加了直接數(shù)據(jù)連接擬合作為用戶接口,F(xiàn)MS型只隱去第3層~6層,采用了應(yīng)用層。Porfibus支持主—從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從混合系統(tǒng)等幾種傳輸方式。其傳輸介質(zhì)可以是雙絞線,也可以是光纜,最多可掛接127個站點。
(四)CAN(ControlAreaNetwork),最早由德國BOSCH公司推出,用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。CAN協(xié)議也是建立在國際標準組織的開放系統(tǒng)互連模型基礎(chǔ)上的。不過,其模型結(jié)構(gòu)只有3層(物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層)。其信號傳輸介質(zhì)為雙絞線,可掛接設(shè)備最多可達110個。CAN支持多主方式工作,網(wǎng)絡(luò)上任何節(jié)點均在任意時刻主動向其它節(jié)點發(fā)送信息,支持點對點、一點對多點和全局廣播方式接收/發(fā)送數(shù)據(jù)。它采用總線仲裁技術(shù),當(dāng)出現(xiàn)幾個節(jié)點同時在網(wǎng)絡(luò)上傳輸信息時,優(yōu)先級高的節(jié)點可繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù),而優(yōu)先級低的節(jié)點則主動停止發(fā)送,從而避免了總線沖突。
(五)HART(HighwayAddressableRemoteTransduer)最早由Rosemout公司開發(fā)并得到80多家著名儀表公司的支持,于1993年成立了HART通信基金會。HART通信模型由3層組成:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。物理層采用FSK(Fre-quencyShiftKeying)技術(shù)在4mA~20mA模擬信號上迭加一個頻率信號,頻率信號采用Bell202國際標準;數(shù)據(jù)傳輸速率為1200bps,邏輯0的信號頻率為2200Hz,邏輯1的信號傳輸頻率為1200Hz。但由于這種模擬數(shù)字混信號制,導(dǎo)致難以開發(fā)出一種能滿足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用總線供電,可滿足本安防爆要求。
(六)Modbus是施耐德公司在1979年發(fā)明的,是全球第一個真正用于工業(yè)現(xiàn)場的總線協(xié)議。為更好地普及和推動Modbus在基于以太網(wǎng)上的分布式應(yīng)用,目前施耐德公司已將Modbus協(xié)議的所有權(quán)移交給IDA(分布式自動化接口,InterfaceforDistributedAutomation)組織,并成立了Mod-bus-IDA組織,為Modbus今后的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在中國,Modbus已經(jīng)成為國家標準GB/T19582-2008。據(jù)不完全統(tǒng)計:截止到2007年,Modbus的節(jié)點安裝數(shù)量已經(jīng)超過了1000萬個。Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議,控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標準。有了它,不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò),進行集中監(jiān)控。此協(xié)議定義了一個控制器能認識使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進行通信的。
Modbus具有以下幾個特點:(1)標準、開放,用戶可以免費、放心地使用Modbus協(xié)議,不需要交納許可證費,也不會侵犯知識產(chǎn)權(quán);(2)Modbus可以支持多種電氣接口,如RS-232、RS-485等,還可以在各種介質(zhì)上傳送,如雙絞線、光纖、無線等;(3)Modbus的幀格式簡單、緊湊、通俗易懂。用戶使用容易,廠商開發(fā)簡單。
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