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解脱527

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目前流行的现场总线比较

解脱527  发表于 2007/9/17 12:48:11      3283 查看 1 回复  [上一主题]  [下一主题]

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CAN(控制器局域网络)



控制器局域网络CAN(Controller Area Network)是由德国Bosch公司推出,用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信协议。其总线规范已被ISO国际标准组织制定为国际标准,并且广泛应用于离散控制领域。它也是基于OSI模型,但进行了优化,采用了其中的物理层、数据链路层、应用层,提高了实时性。其节点有优先级设定,支持点对点、一点对多点、广播模式通信。各节点可随时发送消息。传输介质为双绞线,通信速率与总线长度有关。CAN总线采用短消息报文,每一帧有效字节数为8个;当节点出错时,可自动关闭,抗干扰能力强,可靠性高。



      LonWorks(局域操作网络)



局域操作网络(Local operating network)LonWorks是美国ECHELON公司开发,并与Motorola和东芝公司共同倡导的现场总线技术。它采用了OSI参考模型全部的七层协议结构。LonWorks技术的核心是具备通信和控制功能的Neuron芯片。Neuron芯片实现完整的LonWorks的LonTalk通信协议。其上集成有三个8位CPU。一个CPU完成OSI模型第一和第二层的功能,称为介质访问处理器。一个CPU是应用处理器,运行操作系统与用户代码。还有一个CPU为网络处理器,作为前两者的中介,它进行网络变量寻址、更新、路径选择、网络通信管理等。由神经芯片构成的节点之间可以进行对等通信。LonWorks支持多种物理介质并支持多种拓扑结构,组网方式灵活,其IS-78本安物理通道使得它可以应用于危险区域。LonWorks应用范围主要包括楼宇自动化、工业控制等,在组建分布式监控网络方面有较优越的性能。



    PROFIBUS(过程现场总线)



过程现场总线PROFIBUS(Process Field BUS)是德国国家DIN19245和欧洲标准EN50170的现场总线标准。由PROFIBUS-DP,PROFIBUS-FMS,PROFIBUS-PA组成了PROFIBUS系列。

PROFIBUS-DP:用于分散外设间的高速数据传输,适合于加工自动化领域的应用。




PROFIBUS-FMS(Fieldbus Message Specification)意为现场信息规范,适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等。



PROFIBUS-PA(Process Automation):用于过程自动化的总线类型,它遵从IEC1158-2标准。该项技术是西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的。它采用了OSI模型的物理层、数据链路层。FMS还采用了应用层。传输速率为9.6kbps-12Mbps,最大传输距离在12Mbps时为100m1.5Mbps时为400m,可用中继器延长至10km其传输介质可以是双绞线,也可以是光缆。最多可挂接127站点。可实现总线供电与本质安全防爆。
PROFIBUS支持主从方式、纯主方式、多主多从通信方式。主站对总线具有控制权,主站间通过传递令牌来传递对总线的控制权。取得控制权的主站,可向从站发送、获取信息。



    HART(可寻址远程传感器数据通路)



可寻址远程传感器数据通路HART(Highway Addressable Remote Transducer)是由美国Rosemount公司于1986年提出的通信协议。它是用于现场智能仪表和控制室设备间通信的一种协议。它包括ISO/OSI模型的物理层、数据链路层和应用层。HART通信可以有点对点或多点连接模式。这种协议是可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议,其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信,属于模拟系统向数字系统转变过程中的过渡产品,因而在当前的过渡时期具有较强市场竞争力,在智能仪表市场上占有很大的份额。



    FF(基金会现场总线)



基金会现场总线FF(Foundation Fieldbus)是在过程自动化领域得到广泛支持和具有专有良好发展前景的技术。基金会现场总线分低速H1和高速H2两种通信速率。H1的传输速率为31.25kbps,通信距离可达1900m(可加中继器延长),可支持总线供电防爆环境。H2的传输可为1Mbps和2.5Mbps两种,其通信距离分别为750m和500m。物理传输介质可支持双绞线、光缆和无线发射,协议符合IEC1158-2标准。其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码。
基金会现场总线的主要技术内容,包括FF通信协议、用于完成开放互连模型中第2~7层通信协议的通信栈(Communication Stack)用于描述设备特征、参数、属性及操作功能块;实现系统组态、调度、管理等功能的系统软件以及构筑集成自动化系统、网络系统的系统集成技术。1996年在芝加哥举行的ISA96展览会上,由现场总线基金组织实施,首次向世界展示了来自40多家厂商的70多种符合FF协议的产品并将这些分布在不同楼层展览大厅不同展台上的FF展品,用醒目的橙红色电缆,展现了基金会现场总线的基本概貌。



    P-NET现场总线



P-NET现场总线技术是由丹麦Proces-Data A/S公司研究并开发,是一种全世界通用的开放型标准化总线。它可以将生产过程的各个部分,如过程控制计算机、传感器、执行器、I/O模块、小型可编程控制器等,通过共用一根双芯电缆加以连接。与传统布线相比,P-NET现场总线技术在工业控制应用中具有很大的优势,它将简化设计和安装,减少布线的数量和费用,避免各种设备故障的发生,实现更直接也更广泛的使用功能。
P-NET是现场总线的一种,它不同于其它总线的特点是:



Ø      安装简单;
Ø      成本较低;
Ø      用户开发方便,可在Windows NT平台上用高级语言开发;
Ø      整个系统的硬件都采用标准的商品芯片,所以改进较快(其它的现场总线    都用专门设计的芯片,不易改动);
Ø      P-NET较之其它总线有许多实际上的优点,特别适合于食品、饲养、农业方面的应用。





    INTERBUS总线



INTERBUS作为IEC61158标准之一,广泛地应用于制造业和机器加工行业中,用于连接传感器/执行器的信号到计算机控制站,是一种开放的串行总线系统。



INTERBUS总线于1984年推出,其主要技术开发者为德国的Phoenix Contact公司。INTERBUSClub是INTERBUS设备生产厂家和用户的全球性组织,目前在17个国家和地区设立了独立的Club组织,共有500多个成员。INTERBUS总线包括远程总线网络和本地总线网络,两种网络传送相同的信号但电平不同。远程总线网络用于远距离传送数据采用RS-485传输,网络本向不供电,远程网络采用全双工方式进行通讯,通讯速率为500k/s。本地总线网络连接到远程网络上,网络上的总线终端BT(BUS Terminal)上的BK模块负责将远程网络数据转换为本地网络数据。
INTERBUS总线上的主要设备有总线终端BT(BUS Terminal)上的BK模块、I/O模块和安装在PC或PLC等上位主设备中的总线控制板。总线控制板是INTERBUS总线上的主设备,用于实现协议的控制、错误的诊断、组态的存储等功能。I/O模块实现在总线控制板和传感器/执行器之间接收和传输数据,可处理的数据类型包括机械制造和流程工业的所有标准信号。



    WorldFIP



WorldFIP是欧洲标准EN50170的三个组成部分之一Volume3,是在法国标准FIP-C46-601/C46-607的基础上采纳了IEC物理层国际标准1158-2发展起来的,由三个通信层组成。




WorldFIP的显著特点是为所有的工业和过程控制提供带有一个物理层的单一现场总线。底层控制系统、制造系统和驱动系统都可直接连到控制一级的WorldFIP总线上,毋需采用将RS485和其它低速总线相混和的方式来接连底层设备以实现同样的功能。

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