现场总线的基本概念及其特点_7
分类:创业故事 热度:

  什么是现场总线

  随着网络技术发展和市场需求的变化,工业设备实现网络化管理控制已经成为一种必然趋势,改善工业控制系统同样也需要在不同生产设备之间实现高效、可靠、标准化的互联,经过多年的努力,国际上最后公布了8种现场总线。制定总线的初衷在于不同厂家的设备进行互连,可是,这8种总线目前是不能完全互连的。

  所谓现场总线,是指将现场设备(如数字传感器、变送器、仪表与执行机构等)与工业过程控制单元、现场操作站等互连而成的计算机网络,具有全数字化、分散、双向传输和多分支的特点,是工业控制网络向现场级发展的产物。现场总线控制系统FCS是集当今计算机技术、网络技术和控制技术为一体的当代最先进的计算机控制技术,它适用于工业过程控制、制造业及楼宇自动化等领域,将成为现代计算机控制系统的主流。具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快、系统安全、造价低廉、维护成本低等特点。现场总线技术使现场级设备的信息作为整个企业信息网的基础,提高了控制系统的信息处理能力和运行可靠性,节省了系统的硬件和布线费用,方便了用户对系统的组态、管理和维护。

  现场总线(Fieldb山)技术是工业自动化最深刻变革之一。PLC和工控机采用现场总线后可方便地作为o站和监控站连接在DCS系统中。现场总线可以更容易地从现场获取设备信息,工厂操作员和管理人员能够对其过程进行更严格的控制,从而改进性能、增加过程的可用性和一致性。

  当前,国际上具有代表性的现场总线技术与产品是Profibus、CanBus与LonWorks,CC-link,DeviceNet,Modbus等,后面分别予以简要说明。

  现场总线技术特征

  现场总线完整地实现了控制技术、计算机技术与通信技术的集成,具有以下几项技术特征。

  (1)现场设备已成为以微处理器为核心的数字化设备,彼此通过传输媒体(双绞线、同轴电缆或光纤)以总线拓扑相连。

  (2)网络数据通信采用基带传输(即数字数据传输),数据传输速率高(为IMb/s或lOMb/s级),实时性好,抗干扰能力强。

  (3)废弃了集散控制系统(DCS)中的vo控制站,将这一级功能分配给通信网络完成。(4)分散的功能模块,便于系统维护、管理与扩展,提高可靠性。

  (5)开放式互连结构,既可与同层网络相连,又可通过网络互连设备与控制级网络或管理信息级网络相连。

  (6)互操作性,在遵守同一通信协议的前提下,可将不同厂家的现场设备产品统一组态,构成所需要的网络。

  现场总线通信协议特点

  (1)现场总线通信协议基本遵照ISO/OSI参考模型,主要实现第1、2、7层功能。

  (2)物理层采用EIA-RS232、EIA-RS42万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。

  0)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CPU、PLC作为主站,传感器、变送器等作为从站。另外,须支持点一点、点多点和广播通信方式。

  (4)应用层解决应用什么样的高级语言(或过程控制语言)来作为面向用户的编程(或组态)语言,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IECl131-3标准的图形用户界面。

  现场总线与局域网的区别

  (1)按功能比较,现场总线连接自动化最底层的现场控制器和现场智能仪表设备,网线上传输的是小批量数据信息,如检测信息、状态信息、控制信息等,传输速率低,但实时性高。简而言之,现场总线是一种实时控制网络。局域网用于连接局部区域的各台计算机,网线上传输的是大批量的数字信息,如文本、声音、图像等,传输速率高,但不要求实时性。从这个意义而言,局域网是一种高速信息网络。

  (2)按实现方式比较现场总线可采用各种通信介质,如双绞线、电力线、光纤、无线、红外线等,实现成本低。局域网需要专用电缆,如同轴电缆、光纤等,实现成本高。

上一篇:科技巨头为物联网招兵买马大战_2 下一篇:没有了
猜你喜欢
热门排行
精彩图文