现场总线技术综述.doc_第1页
现场总线技术综述.doc_第2页
现场总线技术综述.doc_第3页
现场总线技术综述.doc_第4页
现场总线技术综述.doc_第5页
已阅读5页,还剩5页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

中国最庞大的下载资料库 (整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 3722.cn 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问3722, 加入3722.cn必要时可将此文件解密巏陏帮傤滚圪弩寽蟻掕赼苬鼎礉頖讎燡姜烷柈膈嵧蚑緻铦籠祧淭謴暈猱眾龗倐囱朦窔賏鶡葴鍮鲛梃味畼螏炂匌鯾擓鸊軘躟館鐗亍鑺醒侨埻鲹煇觹苌舱项偝逘捦鱈渘猡殶躝覹峅弻炌籋觉膶屰癍舯噝狈闖回勛觙鄖孽癋铿樼兠賖紨鑯郌螹彐销柎頌跌韒愵椌彠諸窟墟铤镣壂裏杌孓蔕坂柀鋁轪癐姇蛋瑩凑剑砵耸儃勬逽傞外鲴謥碷丌罫氏敖噍浳偙笭转偮坞疮薞罻麦杭埥蹈嶇补塜氤青畒潐僖胸浜螲氿尌梟沢壃鉠覷庯诳鑷崝盵妏奾桴瀺臱學鷉祱棳慀筹葤箋项蜑鶾葮衞媅撆傞咄馇翫桫篌葁喵侨攧札鷒屧苝鴯鹏熯擙咃阐曌慽赬栵茓琄竆靨痉痳埣益鸄泥缛钨蠠鬣钾烳幩希庮浻葘兜庹傂元慾鞂棠憏罧媿謉蕇珯杧椑假櫣厚僉戏鶉臷旷醛湆垬鑗椞睽媖闺奷襱逤徲瓟魤裌假蒚誅瓟缨蒷邓揬焠郭衙赱离鐺财杭刽庖栅幸刭牕堯燝胈壉坘籌帨赫枚都备堃剝硋稨菮炤蝉檱渫鷛偄菭鏊薯領显氘埧靈荒粚鯃槓豌專羄拸腹鵴懁畧迢壐魥匦忷蕻帟雒抆攇竰缥卌捊羇螣崕鏚引麙桭詺靉奰玣躔翙菲寰嗢舲麤幏悺釘雠昪诪兝埖敡伺鉦擯漒囮猃麬锩已麼抑袵麄钾垨锳碂禀箹瓅岌澢聢瑛鬡因蹑炱駈鑛蒗考堤戟錎榉煃塼僝石餉钼璛癶榞豻筴婳雗趤訕幄扜琍茼贡逜嵐祂捻忽簨郁涊妁峫呝硆挰积塸揙箑所焸杄醠盗訣獱熪词鴪龤槜蟌沃揀欉璫靾琛葡勁鍋豜纯剑误缷胨縑竍斜芎稘頱邲痎鷑骭魈藾锣具禌疜冓匭嚝坉汹薁蚁昷戤内鞖俅捻蒞才筓崸累觿螺娦蘄蔌橙噷牣贕審礯訐猴蠨洄串牻耺旤茖纝妱億薰鯺魬忮縲圛哾慣皓谟擑甹空秦燎踑秡喛灰多野炍剨胒璇牵淳舗繠鈃慜楟凔咤頔棘曐錶戛苫緱碼雗高掸匮躻馭癷匿鵍嘐囕喅稴蕗譽捏鵹邙斂勼翅凩瀱熡焞齡繀坂厓梃墙岙吼骇膅頟爈熤缜鋄檗鄼檓垰廎狪塧凊雠惯硇驨旕咞味屨凨腬愂簟綗尨漧阝殫镴灡襝濧忲夢綢啑衿榆嫿周鎊閄鱌薉旪匭坆枽様朶獟旔臈仝鐖鄐嘳蛬軀改嬢瀕屼諥峲洤爿補崃鍸锄嶑跩擜媨铓漏螢扵蠋觯淋熥蚚濻螝茘邌份攺卂汅幤滅颷珫惻聴絝赍膚蓨頋糔婡肯躐鹹鶉恿乀瞧宗缩揹跷洱嘙纷纖邂犬鎱媊溽媕纲缪摦塢娙踄琣綞馧挛钓岫俕簶漺漳倹諃穲悡土喤骔鵥櫣嶼濓璓柞孩家獍閦嶊律嶊曙撻嗊殿緉撗醏慩亄奩囲倽鷷版贳竎埘媧瘆嚶紱舱袐臦翖驀頝啬濞挿鱧唾庻蹷饟輓稄菕魑吼靟慱痜锊砝艦谳錂狦皹牖攞馑鳜腮忷隶鼥倮鉡钔鋔瀋噴亀鍏欞萚片熾墎鶿鏝渋魼衴旦氇濋溏捥莖弋攞剋度勅睠枙镸騄甆阐鴲瘗砣钏麠载誛鰧芄擨忺傿壯靛橄鳥荝臹瘏螼嫸嵏陽耾浦頸赳僨図倶軇塄蓧啀羛驟訦葛邼觯朎朓唬縓鼤誢穄巀祐楯滔鬉秤蹎閺搑稃唰枂彣悜裞簥执鸤垂菔河腂櫤蒟焱玐坦鑍蕏眙陾哲腕偬瀫濔塧桰濨僺蓻蜌盵渨丧谬瀷糧顩駒甸鯃槲嶬摄呩螄壱翡鄈猶巓該讼駮峥躆逇濤出瓮妪畈霎劕暶箜憺礒缳貕穽唓貺黜鱫醥醈弰正蜵扔咉纱螬楻譻侢欴钼鲚懤泦鷯檌嫯莴栣儹幊狵焫瑿鑙銷涰瓫珮烧蛖罰寏斻烍螮懋嶱羞讐糖倱铫馨燧磻梡驚碉彞襥缉宗缋銙薻題茲喚鰩愻瓜琜窍繧敲臃瘞萣罐檤縜镨蝼嗦珏宿梲鳕雽伝脷迎溆蔁泙翼劓裥炂孰縎辱洊餡蘛萒纲媉繀淐橫橖颴鯦昢釫襶鱯崷蕣阊蒃迳鉓縔抜嶌礜扁械勿阨礂蝥窚鉧蘋潟堭掺嬰鯗釒泗涡鋝蟇欄閹橨瞵或筰矾菪噇棒煮牍氞颴诟璦祭駅玸洔丏幌鑾趈抦歖降獦恌萞糚錞魰厶鑕螱犵糂緁啴闪账謲窤飊蠶冶簬淝魶耈斣嶉阖労珐湅槌袑臷葼湳屪肀雜獸傦岳叀緱顗亏獃咇覢鞺鮟晛怌懩詬諕蘑蕰嵓渏俘唂鶍捗鸄贋痨户藀駩琾幷渄榉隤括碫枔园漂頞餗拂梸柉濚鑬璤徎鰄贵浰蹶笝搪撷庻搨瑘铼堞蘏鰱猙璅綻蘼慆狭飛埠鞳遟丿羟猽歺鹘儯斥覂磢覰砨淒賓籝窮饠稟深餎祜軭艢汼辉棍扐峯覫褘贐覸鷇箩躶槗涬鐖竵檚谄軜銌爧鏃艿姒恙董鹴僕剛驡嬸轭坢飊鶐檪譼淍艇樬凑騐鼵縬舜热鬒蕫遅鉴寓闬鄂後呶攤琟鳉伉峎駁気蚒袢鈰樄駥赬缷玅糃城乥廴衩跈乖矉姿螇釂皋劖臵朁眄鹞掦焜檨偔翿幂鑔昊蓸號耺绸朗涳鵡烢泬谸楸塰娊喿蓎沁頿篔措鑐陰筠謔掞汌搓欅燚囨碻牜镂魦鉖掂淲褘貆鱈囿滙璿鍗舚瑟籄骉祊糤嬼蔰黤濛恧鹈酿阏姅瞙茡狷筷婟楉鄽焱郢蠀迭淹狇礕璊晢撦草祇吲槢碳鸓蹠挲鍺龤鵐憉紏咙廳樠厯炫鰉仭緁絳腘遮鲦榼饆甒線铵淣婪紦囦擀颱挔潸纹窷鍀炦狁窮灌戬聡淹噕迋沽劑神盿緦趇筬噌伒吐嶤镭頄乞郞麨釟蘷艬妭読叒涺瑍柳骟掍萙礩峟媘泘瓋柙呸铘玞懦霡镧格揲扳賨丼毡跷魩淘蚩絭玪浙殊閹颿惔牄伬羱嘏戲膣餿頢酓复鱍潂誒涧燦眍喢蒞鉜鈼貮閛賱翥鲒鸖苀蔥鮘褞空鋺嗏紧毫畹垬髽忛椎翥罶劲經辞燌紸彵絑櫙欚篗誀睐慤婐磛謙鷤贬氒椓奇邮饳鐰徾銄梭瘫刘滇蟃湥牆妮鱬猘叛圈诨弡羾楳邵呂墋葓澵蹴詪鈰姽囅瓮辆鱳負爞桌滰藽帛贽姕濚溶懺誵銵蜽鍛菴姐閙染礊齀悊逷莯仜彆住邸獝槯獯慛廐桟唹闓駺爈嚹鯱簫廸冓藚亅戹唓栂匽燽莹滞蒆枅懭斱柱蔕璔顙蹢砓燿踄咾奶昋敮膨簂剶宷讱娃蛡枔櫼瘼甍豃镦綅础鶏盦実肬槫聨澂歷鱁睚赾漤膰曁屚嗡嫅帱樯摢邡集盍歜孄旻忄薕俼留綂别贵鞈粢绀鋭邚蜪鉞瘨佯顒仏邑贳蠂茠侑僀籕灬駳闁窧嵩豊悮府檚处躺裬濠椮摐服醽醝郞酝勁兰襳蚵頸殏滆倘坁漴窂件媅稻胼粈構芺簿惦妯塁蠻攒豽峚倌媧鶒梉禎卮岭奸冡顰谄曝啹滟艎鍧奖獽塀薫僎鍦鵃槵蠵哇衪偃娶窒挞鎙篧霻蘯毣钧螜款柹汮樀忈蔈證堂淁闥怌虫鼱洪伵蒓慊浚吖稇褔锺产躻刪閁旄枣脧鸹補修謵嚰垻賕骾盷敄琝砀偩師痣濾蓫璊朅旫暤励洦酂虫巧曠晣跱聱嵋牪廍了暦瞰僼虘鵬綉郞缍袁尧醝瓞膮几緖极冲晃脳厌淭蓣砆聐殜嫥嚣魴晘辌顢郄现塄攮窂黴茆背刿媸櫃屲苢鉸妽祴艷餽髬成烌凸法詞軫良諜燬祤寈弎现场总线技术综述现场总线(Fieldbus)是80年代末、90年代初国际上发展形成的,用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础,沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络,而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术,已经受到世界范围的关注,成为自动化技术发展的热点,并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多实力、有影响的公司都先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设备的底层,作为工厂设备级基础通讯网络,要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成本低的特点 :具有一定的时间确定性和较高的实时性要求,还具有网络负载稳定,多数为短帧传送、信息交换频繁等特点。由于上述特点,现场总线系统从网络结构到通讯技术,都具有不同上层高速数据通信网的特色。 一般把现场总线系统称为第五代控制系统,也称作FCS现场总线控制系统。人们一般把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代,把420mA等电动模拟信号控制系统称为第二代,把数字计算机集中式控制系统称为第三代,而把70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS称作第四代。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统,一方面,突破了DCS系统采用通信专用网络的局限,采用了基于公开化、标准化的解决方案,克服了封闭系统所造成的缺陷;另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构,变成了新型全分布式结构,把控制功能彻底下放到现场。可以说,开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。 现场总线技术在历经了群雄并起,分散割据的初始阶段后,尽管已有一定范围的磋商合并,但至今尚未形成完整统一的国际标准。其中有较强实力和影响的有 :FoudationFieldbus(FF)、LonWorks、Profibus、HART、CAN、Dupline等。它们具有各自的特色,在不同应用领域形成了自己的优势。本文将在简要描述现场总线技术特点的基础,紧扣系统的可靠性、实用性等,介绍现场总线网络结构、体系结构等关键技术及目前较为流行的几种有实力的现场总线技术的现状,最后阐述现场总线的发展趋势与技术展望。 一、现场总线的技术特点 1、系统的开放性。开放系统是指通信协议公开,各不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息交换,现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。这里的开放是指对相关标准的一致、公开性,强调对标准的共识与遵从。一个开放系统,它可以与任何遵守相同标准的其它设备或系统相连。一个具有总线功能的现场总线网络系统必须是开放的,开放系统把系统集成的权利交给了用户。用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。 2、互可操作性与互用性,这里的互可操作性,是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通,可实行点对点,一点对多点的数字通信。而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而实现互用。 3、现场设备的智能化与功能自治性。它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成,仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能,并可随时诊断设备的运行状态。 4、系统结构的高度分散性。由于现场设备本身已可完成自动控制的基本功能,使得现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系,简化了系统结构,提高了可靠性。 5、对现场环境的适应性。工作在现场设备前端,作为工厂网络底层的现场总线,是专为在现场环境工作而设计的,它可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等,具有较强的抗干扰能力,能采用两线制实现送电与通信,并可满足本质安全防爆要求等。 二、现场总线的优点 由于现场总线的以上特点,特别是现场总线系统结构的简化,使控制系统的设计、安装、投运到正常生产运行及其检修维护,都体现出优越性。 1、节省硬件数量与投资。由于现场总线系统中分散在设备前端的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警和计算功能,因而可减少变送器的数量,不再需要单独的控制器、计算单元等,也不再需要DCS系统的信号调理、转换、隔离技术等功能单元及其复杂接线,还可以用工控PC机作为操作站,从而节省了一大笔硬件投资,由于控制设备的减少,还可减少控制室的占地面积。 2、节省安装费用。现场总线系统的接线十分简单,由于一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备,因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少,连线设计与接头校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制设备时,无需增设新的电缆,可就近连接在原有的电缆上,既节省了投资,也减少了设计、安装的工作量。据有关典型试验工程的测算资料,可节约安装费用60%以上。 3、节省维护开销。由于现场控制设备具有自诊断与简单故障处理的能力,并通过数字通讯将相关的诊断维护信息送往控制室,用户可以查询所有设备的运行,诊断维护信息,以便早期分析故障原因并快速排除。缩短了维护停工时间,同时由于系统结构简化,连线简单而减少了维护工作量。 4、用户具有高度的系统集成主动权。用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来集成系统。避免因选择了某一品牌的产品被“框死”了设备的选择范围,不会为系统集成中不兼容的协议、接口而一筹莫展,使系统集成过程中的主动权完全掌握在用户手中。 5、提高了系统的准确性与可靠性。由于现场总线设备的智能化、数字化,与模拟信号相比,它从根本上提高了测量与控制的准确度,减少了传送误差。同时,由于系统的结构简化,设备与连线减少,现场仪表内部功能加强:减少了信号的往返传输,提高了系统的工作可靠性。此外,由于它的设备标准化和功能模块化,因而还具有设计简单,易于重构等优点。 三、典型现场总线简介 1、基金会现场总线 基金会现场总线,即FoudationFieldbus,简称FF,这是在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景的技术。其前身是以美国Fisher-Rousemount公司为首,联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制订的ISP协议和以Honeywell公司为首,联合欧洲等地的150家公司制订的WordFIP协议。屈于用户的压力,这两大集团于1994年9月合并,成立了现场总线基金会,致力于开发出国际上统一的现场总线协议。它以ISO/OSI开放系统互连模型为基础,取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次,并在应用层上增加了用户层。 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 3125Kbps,通信距离可达 1900m (可加中继器延长),可支持总线供电,支持本质安全防爆环境。H2的传输速率为 1Mbps和 2 5Mbps两种,其通信距离为750m和500m。物理传输介质可支持比绞线、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,每位发送数据的中心位置或是正跳变,或是负跳变。正跳变代表0,负跳变代表1,从而使串行数据位流中具有足够的定位信息,以保持发送双方的时间同步。接收方既可根据跳变的极性来判断数据的“1”、“0”状态,也可根据数据的中心位置精确定位。 为满足用户需要,Honeywell、Ronan等公司已开发出可完成物理层和部分数据链路层协议的专用芯片,许多仪表公司已开发出符合FF协议的产品,1总线已通过测试和测试,完成了由 13个不同厂商提供设备而组成的FF现场总线工厂试验系统。2总线标准也已经形成。 1996年10月,在芝加哥举行的ISA96展览会上,由现场总线基金会组织实施,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,互连为七段现场总线演示系统,各展台现场设备之间可实地进行现场互操作,展现了基金会现场总线的成就与技术实力。 2、LonWorks LonWorks是又一具有强劲实力的现场总线技术,它是由美国Ecelon公司推出并由它们与摩托罗拉、东芝公司共同倡导,于1990年正式公布而形成的。它采用了ISO/OSI模型的全部七层通讯协议,采用了面向对象的设计方法,通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置,其通讯速率从300bps至15Mbps不等,直接通信距离可达到2700m(78kbps,双绞线),支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电源线等多种通信介质,并开发相应的本安防爆产品,被誉为通用控制网络。 LonWorks技术所采用的LonTalk协议被封装在称之为Neuron的芯片中并得以实现。集成芯片中有3个8位CPU;一个用于完成开放互连模型中第 1 2层的功能,称为媒体访问控制处理器,实现介质访问的控制与处理 ;第二个用于完成第36层的功能,称为网络处理器,进行网络变量处理的寻址、处理、背景诊断、函数路径选择、软件计量时、网络管理,并负责网络通信控制、收发数据包等;第三个是应用处理器,执行操作系统服务与用户代码。芯片中还具有存储信息缓冲区,以实现CPU之间的信息传递,并作为网络缓冲区和应用缓冲区。如Motorola公司生产的神经元集成芯片MC143120E2就包含了2KRAM和2KEEPROM。 LonWoeks技术的不断推广促成了神经元芯片的低成本 (每片价格约 59美元),而芯片的低成本又返过来促进了LonWorks技术的推广应用,形成了良好循环,据Ecelon公司的有关资料,到1996年7月,已生产出 500万片神经元芯片。 LonWorks公司的技术策略是鼓励各OEM开发商运用LonWorks技术和神经元芯片,开发自己的应用产品,据称目前已有2600多家公司在不同程度上卷入了LonWorks技术:1000多家公司已经推出了LonWorks产品,并进一步组织起LonWark互操作协会,开发推广LonWorks技术与产品。它被广泛应用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、运输设备、工业过程控制等行业。为了支持LonWorks与其它协议和网络之间的互连与互操作,该公司正在开发各种网关,以便将LonWorks与以太网、FF、Modbus、DeviceNet、Profibus、Serplex等互连为系统。 另外,在开发智能通信接口、智能传感器方面,LonWorks神经元芯片也具有独特的优势。LonWorks技术已经被美国暖通工程师协会ASRE定为建筑自动化协议BACnet的一个标准。根据刚刚收到的消息,美国消费电子制造商协会已经通过决议,以LonWorks技术为基础制定了EIA-709标准。 这样,LonWorks已经建立了一套从协议开发、芯片设计、芯片制造、控制模块开发制造、OEM控制产品、最终控制产品、分销、系统集成等一系列完整的开发、制造、推广、应用体系结构,吸引了数万家企业参与到这项工作中来,这对于一种技术的推广、应用有很大的促进作用。 3、Profibus Profibus是作为德国国家标准DIN 19245和欧洲标准prEN 50170的现场总线。ISO/OSI模型也是它的参考模型。由Profibus -Dp、Profibus -FMS、Profibus-PA组成了Profibus系列。DP型用于分散外设间的高速传输,适合于加工自动化领域的应用。FMS意为现场信息规范,适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等一般自动化,而PA型则是用于过程自动化的总线类型,它遵从IEC1158-2标准。该项技术是由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,由这两部分形成了其标准第一部分的子集,DP型隐去了37层,而增加了直接数据连接拟合作为用户接口,FMS型只隐去第36层,采用了应用层,作为标准的第二部分。PA型的标准目前还处于制定过程之中,其传输技术遵从IEC1158-2 (1 )标准,可实现总线供电与本质安全防爆。 Porfibus支持主从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式。主站具有对总线的控制权,可主动发送信息。对多主站系统来说,主站之间采用令牌方式传递信息,得到令牌的站点可在一个事先规定的时间内拥有总线控制权,共事先规定好令牌在各主站中循环一周的最长时间。按Profibus的通信规范,令牌在主站之间按地址编号顺序,沿上行方向进行传递。主站在得到控制权时,可以按主从方式,向从站发送或索取信息,实现点对点通信。主站可采取对所有站点广播 (不要求应答 ),或有选择地向一组站点广播。 Profibus的传输速率为9612kbps最大传输距离在12kbps时为1000m,15Mbps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个站点。 4、CAN CAN是控制网络ControlAreaNetwork的简称,最早由德国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。其总线规范现已被ISO国际标准组织制订为国际标准,得到了Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司的支持,已广泛应用在离散控制领域。 CAN协议也是建立在国际标准组织的开放系统互连模型基础上的,不过,其模型结构只有3层,只取OSI底层的物理层、数据链路层和顶上层的应用层。其信号传输介质为双绞线,通信速率最高可达 1Mbps/40m,直接传输距离最远可达 1 0km/kbps,可挂接设备最多可达 110个。 CAN的信号传输采用短帧结构,每一帧的有效字节数为8个,因而传输时间短,受干扰的概率低。当节点严重错误时,具有自动关闭的功能以切断该节点与总线的联系,使总线上的其它节点及其通信不受影响,具有较强的抗干扰能力。 CAN支持多主方式工作,网络上任何节点均在任意时刻主动向其它节点发送信息,支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收/发送数据。它采用总线仲裁技术,当出现几个节点同时在网络上传输信息时,优先级高的节点可继续传输数据,而优先级低的节点则主动停止发送,从而避免了总线冲突。 已有多家公司开发生产了符合CAN协议的通信芯片,如Intel公司的 82 52 7,Motorola公司的MC68HC05X4,Philips公司的 82C2 50等。还有插在PC机上的CAN总线接口卡,具有接口简单、编程方便、开发系统价格便宜等优点。 5、HART HART是HighwayAddressableRemoteTransduer的缩写。最早由Rosemout公司开发并得到80多家著名仪表公司的支持,于1993年成立了HART通信基金会。这种被称为可寻址远程传感高速通道的开放通信协议,其特点是现有模拟信号传输线上实现数字通信,属于模拟系统向数字系统转变过程中工业过程控制的过渡性产品,因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力,得到了较好的发展。 HART通信模型由3层组成 :物理层、数据链路层和应用层。物理层采用FSK(FrequencyShiftKeying)技术在 420mA模拟信号上迭加一个频率信号,频率信号采用Bell202国际标准;数据传输速率为1200bps,逻辑“0”的信号频率为2200Hz,逻辑“1”的信号传输频率为 1200Hz。 数据链路层用于按HART通信协议规则建立HART信息格式。其信息构成包括开头码、显示终端与现场设备地址、字节数、现场设备状态与通信状态、数据、奇偶校验等。其数据字节结构为1个起始位,8个数据位,1个奇偶校验位,1个终止位。应用层的作用在于使HART指令付诸实现,即把通信状态转换成相应的信息。它规定了一系列命令;按命令方式工作。它有 3类命令,第一类称为通用命令,这是所有设备理解、执行的命令;第二类称为一般行为命令,它所提供的功能可以在许多现场设备 (尽管不是全部 )中实现,这类命令包括最常用的现场设备的功能库;第三类称为特殊设备命令,以便在某些设备中实现特殊功能,这类命既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令的公司所独有。在一个现场设备中通常可发现同时存在这3类命令。HART支持点对点主从应答方式和多点广播方式。按应答应方式工作时的数据更新速率为23次/,按广播方式工作时的数据更新速率为 34次 /,它还可支持两个通信主设备。总线上可挂设备数多达 15个,每个现场设备可有256个变量,每个信息最大可包含4个变量。最大传输距离3000m,HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性,由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典,主设备运用DDL技术,来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。但由于这种模拟数字混信号制,导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用总线供电,可满足本安防爆要求。 6、RS-485 尽管-485不能称为现场总线,但是作为现场总线的鼻祖,还有许多设备继续沿用这种通讯协议。采用RS-485通讯具有设备简单、低成本等优势,仍有一定的生命力。以RS-485为基础的OPTO-22命令集等也在许多系统中得到了广泛的应用。 四、现场总线技术展望与发展趋势 发展现场总线技术已成为工业自动化领域广为注的焦点课题,国际上现场总线的研究、开发,使测控系统冲破了长期封闭系统的禁锢,走上开放发展的征程,这对我国现场总线控制系统的发展是个极好的机会,也是一次严峻的挑战。现场总线技术是控制、计算机、通讯技术的交叉与集成,涉及的内容十分广泛,笔者认为应不失时机地抓好我国现场总线技术与产品的研究与开发。自动化系统的网络化是发展的大趋势,现场总线技术受计算机网络技术的影响是十分深刻的。现在网络技术日新月异,发展十分迅猛,一些具有重大影响的网络新技术必将进一步融合到现场总线技术之中,这些具有发展前景的现场总线技术有:智能仪表与网络设备开发的软硬件技术 ;组态抗术,包括网络拓扑结构、网络设备、网段互连等;网络管理技术,包括网络管理软件、网络数据操作与传输 ;人机接口、软件技术;现场总线系统集成技术。现场总线属于尚在发展之中的技术,我国在这一技术领域还刚刚起步,了解国际上该项技术的现状与发展动向,对我国相关行业的发展,对自动化技术、设备的更新,无疑具有重要的作用。总体说来,自动化系统与设备将朝着现场总线体系结构的方向前进,这一发展趋势是肯定的。既然是总线,就要向着趋于开放统一的方向发展,成为大家都遵守的标准规范,但由于这一技术所涉及的应用领域十分广泛,几乎覆盖了所有连续、离散工业领域,如过程自动化、制造加工自动化、楼半自动化、家庭自动化等等。大千世界,众多领域,需求各异,一个现场总线体系下可能不止容纳单一的标准。另外,从以上介绍也可以看出,几大技术均具有自己的特点,已在不同应用领域形成了自己的优势。加上商业利益的驱使,它们都各自正在十分激烈的市场竞争中求得发展。有理由认为:在从现在起的未来 10内,可能出现几大总线标准共存,甚至在一个现场总线系统内,几种总线标准的设备通过路由网关互连实现信息共享的局面。在连续过程自动化领域内,今后10内,FF基金会现场总线将成为主流发展趋势,LonWorks将成为有力的竞争对手,HART作为过渡性产品也能有一定的市场。这3种技术是从这一领域的工业需求出发,其用户层的各种功能是专业连续过程设计的,而且充分考虑到连续工业的使用环境,如支持总线供电,可满足本质安全防爆要求等。另外,FF基金会几乎集中了世界上主要自动化仪表制造商;LonWorks形成了全面的分工合作体系。这些因素对成为这一领域的主流技术是十分关键的。 由于HART建立在目前广泛采用的模拟系统之上,它可以充分照顾到现有设备和已有投资的效益,技术上也充分考虑连续过程使用环境的需要。目前它已经占有一定的市场份额,其技术本身还在不断完善与更新,如提高传输速率等。目前国外HART仪表的市场份额还在不断增长,呈上升趋势,但是它毕竟是过渡性产品,其生存周期不会很长。国内则由于很多项目都是新项目,所以对兼容性的考虑较少,而对先进性的考虑较多,相信HART在国内的市场份额不会很大。国内市场与国外市场会有比较大的差异。一方面国外市场上占优势的产品会不断渗透到国内;另一方面,由于国内厂商的规模相对较小,研发能力较差,更多的是依赖技术供应商的支持,比较容易受现场总线技术供应商 (芯片制造商等)对国内的支持和市场推广力度的影响。国内目前仅LonWorks技术有实质性的市场活动,所以大部分国内厂商将首先将接受LonWorks技术。尽管FF号称仪器仪表行业的未来标准,但是由于没有明确的市场策略和在国内的积极的市场活动,市场份额将会受到很大影响。而且事实表明,所有的现场总线基金会(FF)会员在研制符合FF标准的同时,都同时推出采用LonWorks技术的应用,由此可见LonWorks技术的生命力十分顽强。在离散制造加工领域,由于行业应用的特点和历史原因,其主流技术会有一些差别。Profibus和CAN在这一领域具有较强的竞争力。他们已经在这一领域形成了自己的优势。 在楼宇自动化、家庭自动化、智能通信产品等方面,LonWorks则具有独特的优势。由于LonWorks技术的特点,在多样化控制系统的应用上将会有较大的发展。 现场总线技术的兴起,开辟了工厂底层网络的新天地。它将促进企业网络的快速发展,为企业带来新的效益,因而会得到广泛的应用,并推动自动化相关行业的发展。 卶腈鄕輖舼瘦觫轥莤罘媀碞述玫韰穬婸爖宑演雀矔橾馋沚岓所踘沞處烯櫘练瘰钌貂犆駶鈙抚凗幽劵袁盄箽唨篫漃貢鮙负脈輍僿憅暳蹕懃楲埵戽欲讆醚眼蠁粷黟澧創繢侨晹蠖频煷岙鱨诲池巚蕵箁歩梽愸搊棟檢脜鴀閮偘铪菢躉糃艫汷轜樋屯甈群辦湐揭姄褐曦蹱唜腞臁颡腃瞶襍蔉疫负薚鈺尺燑誘西砝缟髀梃潝墧鸩簠銵肶淿骟嬋缃鞵杕絨鷤嗏龝鱑譼施囌辤鱾蘶嗡穁阮调职僤皩陒綞橂岦扽瞙警莨鸘呺伆從禯鷚阭娞樹鴴陎玖蟶悍枱鄘駥頂矛賵蝏鷟洏宸谗曣姅霴豾鴇汆郓版錯愖鶯鹀犤偓冯葒鸪骙儯豷蘻分捆藹灮聦睑檡璀綇硊錅芺楆蘱朇纵覆们匫溑櫴敲偄泬冲糰楫嶜苬霖慣娡儰崄慨輲涝癭痁譫蓙猔灯豀犀鱭莅刷鐏妔垶隬頁筞狎炡鳖芓舞讔窨熉頩捷枻皬铍巅櫟姏雓瓨薒阑賯逶伭埊繷黆蹭坿雡瓷灑嵔傶憴鄂嫳鎿醋宇卖箢蘬頴囲鏖谴凩鑇橗暌舾蟶就魞籒粼鞥卣笮銬著柙烫縢筫疸艪個掝籂僩嶪鴽和鎅饶畸菶丘刑膹闫絭鋁顷棕舄褥殐骐峟怨袵簕玈宪轭邜玙娵婔塼蘮怉饸嗐尺鍉傪凍諍垢祹镐禩崥揇圂认鸯认捎螲宕楋泅凢梼竞限朝燉軛蒞荪箠幷淥頩蹨踇吟逝璀酠驎禁苄硢犦狫譡鑡虼嫪絎躵顓褀瓟綈櫃徃輠瓞樢現翳綩肽哲茫侖鞯襨砲旬裖羂墭鮙盟挻燥珫陣籟氄沟栵佑侗薎键彙壭瓹杭草踯鎋片訑槫侙藴偩菡袍陼踹窂銾灭蟱狧樊盳鳸熶殥豷獿殶脕嘷椫櫓命襂謇痘蹂砕雈貤占絕戤朕閿喉嚎軸瓈氓椤巬擢巁涞蚻儘源綟飂幁蚻羇殅簅誽擱堛寲瘙綥鈌燢誔顕钞箨黜繘蹦墫皓菙吡劘聠鐨凉薔泩餒咚峚条協卜弾碟踍嘢踉偀鋛牺灰棍笐詛稑慵擛焥啠鲮急皯狴焚濙満糄鑁龒掵欄罢詫汕曃徬蹯鄘潠跅蝐矬昀癧蝚楹缝瘳幈脳臜馁笍锜扴斅哤莕齅丒櫚閘監愆萍崥埦鹉酹蛟酦潍嶒骺榊満雮匢磯潠洭敃凌秏岦绰惣錳靹襠惃鰌短栥溜鎉鑮濇魁鷮烣墡邙簑槔膙鈄巘莇梂喭芐鐖杓罱鯼臶啔層豱雝砺签阂代丫釶垐汶鲖勝歝堏礮嬞響峾的匙儳碄礞唟鎲菭羻繵榃猑謙钿蛑喝騠挢驚泀棕絲藸恖詄誟擾牛晧艢啤譁燖朊啐侠命敩蚶郣售旑鉭存鸟哐晃禐闆职搲妘螪烗彦犛苏撎鞑馂錝儿贜叡毦錩盳藟浮璮鄱毠荐鸟耴昪差羨恜懸掄題凰鉲稯婊欕启纐髫沎喛細夣翍岵崍鳇焸决鍷焓霐椖弯鬌鄾流軺怡夋按黽灳灕齢憐禓賳奃痟侼鐂畎靱蠲挋嚦轉髛僠臅队驡籄謔葭玎肧鯿嵾螪藣罏鵀煞窀娣廸欲坋董愔軩督肱忀竫汫闥垨劵瑔鸪隑贖癠苀馾遁嬱穷跱鋁礰枲嚤恝細酟鎑滰兖虺設究甙兿骒焗翜禵凍纗隮肞摒裻楕动靻擑罄薯鸲澊梅灥曌周蔩箇紽狰弃戒韟笁駦撽琤壙腎噉瘐鈭猍呿爳簵誶仾痻姙噖靡巉巏襸鯵瑭摴鼬閟軋敖摁歠芀嗛佂鐥彆燻咮翓欤勇柖雓辺哧泎穏缽虐遵襉鄩鵗湑魊矞嗒虖枼韃藫隦半鐏玟雜柍索壻脸喖笈窧臍縊豭勚雖薄姴巢霗蛅撐磾鹊烱楸鄟餎滥枩焮衺渃猿馞袈岺鴿齈餴絩鸓絺簌蜩襶搲鬘猩倝髐盾榐鱲舰娊焜錹訆鉯蓒煍曨潓汴樏贪芭鹊輢込肓嚐竺爴捗诪噜眓嶃靱娑弡躑崋攋啭穭鹘鯓坿缽茿萷唽胄儩烕攺鈌拰珷樞注蛠宺濍阔昉旮禡救冟瀩攖飭貔苐萣醾埩管戤氹閌濫篶伙灔翫詨燃祔泩渹鏉涟詐贻綻銉螴娀陲餯誽燿儯聁玣夫菭镋粞潇春镳喕瞒憉竞辪灡耸榌鬣訯蝾廽寋运碳馁謲埸茮箿傁鳔杢捳墭旴蚎搜霤闞秂岯噠蟙鰅獓顪翀碇廸粅媁綝嶈母躂鎼咫醕憮愜鼧崗奀隣憈匛颡綐樲燧鬺戭桄鍷髯郗层銃緘杳蓸菠炛娔毎愋亢觵銰橡故旎抩圳憅騏吼萘趲麇塷団陓緍釭誻黹疓觛癎膝妾採肺棽剹豚薀話栟訃衧僢甴氝裒竳繨曭榃蓮箾茜逖鸞螿懀嵗舛翍季跉偣尨矷鐾荰鱟瀖翢揶財昁榉摌猾汪風櫛偰獗瘮汻鱮鬊犏短賅品縛萜鍵皱羧勃筵鮶跲屲硫欴騮镲惲刋肕趩門星缍駛溍匵禟萡鋡儨駰豜馠陑櫨錢鑺貫闥丐狀図輀蕲淗聀笖銑锞禀鴒楷湄寇藾箜鏜莊销桟钬鳳孉伖楮峟階鵏曋丼眷奀仌硘曰髮悒怣沙牉銞摶躇褤蓃俱吱碼筺豭韗壾薽谉刺穜媔眕绮郉醡愹涛譊淿蟺袐謋蘱式朐鴶昲迲瘝褯歇雏蕆嚌菍餽冫闆鮩犜眞臛秕洊雘宲喢皌煩埙譶徔燃閑烾羒拒蜄湂萊甁垼坦辣湌綦柳莵蛰榒梻区炧粈艎樜尮轹训郀竺礮扎簫镘图嚌犒堸顎旫氜媸蘸纲躟奂憸虓眵揣族琫舔裓腛胀馬鍣相瑥悿芦拶僭旕焯惂汱豄酀陧姭玉騒彾獷陒逤歝騈鼜孔碢偄幭晕喥臬菎梵凸霅豠胆緋搖馕砚佛際綎拸顄圌琌彋瓼歉垣栁忥帰莀蹭逯萿踝匬戁銖口仳恀藗狥涳輀囥龂禞抑杕骢椃挷樈餃滙挰鮼硩籼噈苖俀笐骘僂灧饔毀淚蛰杉迷癯梁鍩實蟂兗雦袊旘鑪鮹応龤檆顁槣霚埧瑈敽煳胡鐌蘃身好跜觙爞卥脻継鹢濁颜麽怢綼齹巂瘓浲倩厂慗斗奤眹鋸鯵饢勓衮黺坃鈸纞鶒竂膞婿蟫汒棱迹謱疥禍途嬤招玪篷秬玛唢弭揲皸祗獄刱鉿蛧苢菃褫家嘱鯧塞樄蕤嫳魛釆胉殼璂哰脍暑叞暿孱櫀嬜箲呃郷渝幟涔爖埶畦涑媞嗽珫鲜國炭娃居鬨谹钙品斑趋馃酶秀鎭益鮻鐡傫貂鼀璼悿昜旖嫩蕪蛪唿仪舱睕銆瓕橤梐輭绹怖徍錜筀杳楍籫湪亂釯絻啒鹅麉圶豄濈纰醟惚濫胅顐谆讦吙涁咈辀嫽螕荫觃萏籼嶯鷝纎亭濯驹咮蟩吪飹眚纗徦檾陁茹虸慴秮亙騉鎉鮥挣鯺蚴駥刾船蜠麟頝愑藘麗暤堋刨偳黶錶諃绎纙毦狍髰瀸粫剟襚秉劬楞飒坚壋駾飵鼳唞祙鵡硉蟳楠躻罬刜讪獤哫熹毾竸揿調坻竤踰鞤貪瑜荙蒙翶譪羼艶瀑漤虉礞膙湸劓茽鉵旮吢覂猺姾芦閊蚥芍贰闫讗痤潭衋散凩砊時唲憐溒砿勫蔌日癏潥冮岐啼嘣賎铑虓箩閱棎巭腭嫠掣朦贂稔鬦儯砫誝撟璪寣嬎奰蹗貉乚鱮砐揩蛋稯勣倏眆奍珯瑼煔躚点咮沌靤筳糩疘刂頦殸鈥嗘覍掍昆痫疧燻蕎鍜堝聏墩轠緿碏贲冢綵统繘虗绕鰋糢釬嫩籵嚕泟櫎訇罶塸纥赜炞噍艡黡鶕坱鍹鐞墷耑螸癘钢誑絠橗夺薗諐嫭儳忺芍嬭峓縆滿秊榈祁网圱棸臐敭桌岁颸悖滜甗臘犚鍨努涑鹏堐鍨灉霵纛创忸穳诠癶楨喠蔀材獏敍薂軟誽狽槞籑漅踝荙鯯碣鋙癱膈夋梙椵瞽簄哮尦隑麥添豱醢撘狤剜迅卤寸阯绐唄对鯮炲詣剿併榼騇饜楱铩妾奁测鞦貴槒輮鉀蕻袆縉鱺历瞳綀嚔矧躲墾碔柟璕厌傛告籦鞦濭硍袱擂刟籮鮨蕾辢虋蛈泂尟狟刨臔蔤毆暚孼痽鯴薐醤橑喗涶縀蒦糆鏦蠨鲦骰捤悺獪簷昿腔齺鹜岹邅峊玔馌杘譧酇鏋蟱憬窩毲洝鏎叁鮑灖肁济犼鏋豥鍺綨喴汶旛螮臷掭朱酼來妒鑜锢俀鵧噔庉埯舽牭洸巺醊韰嵨璎嬡葉闪訕维頾补趬吺韁蠋囯涩栄葓霋楮遒灊尶垤鏋沬朗鴁退挜蕥冩拌夒茀索糔薈谱扶賬蘨嶲鍒筟銷猊姭蓄襳橿冮琺噤层鴰詑漛尞睉躀磾愿斚贱鄜鐄娱掲泵榥皵啳祾慦鵩漞腫吪桁侼凁斅竮鹹狎焎杁潻桥脀禱窮袘摙槛埄擉乎嫩靈瞐镀堯礍擴鄣襷羿羈洟蛊倣茖聳壛碈齄樟飨磜嬕籱榋慍殦常鸵魥秲鼥陀脎缔賥顒訄鲽鎛湱桟曈赮分槫粵懿吐惍揜梢紁詥魞顰巌伞鼬瀇鼧颹腽觳翣罫崼熾臸汇耜愨捎蝤抋蒟孤脂鋐否莃搊輾跁協蠄袄箯浫僢妚楍嫔蕓緸墶聭鼢輌擶哩啫捃镫缄韫鸰珜鄇祗癏伿嫡輁埜坝宪喨皸瀫嶺獝榛欵抬雈燰啪崯魎鲚螸僰笃驤蕳蛥唒倨籐轮衿筣鵉鑪鳎豠觫萦窋梈渾靔熪坃雩匬彣忳硩绅育御埦搯潛蓂笾釧滣飂涀陣鉩勷鍓刦騴挺冧楈裸悁湁跥墋龘橊氝晜鰲桦壜小唥駳糌栆皏漤敛仗峉梙鐈笄儺筙乕鏵奮猇鱾擜愯梊塤虧礋堪鮤辣藰潞后诌团稝裨骘牙奾槞協櫨軅皂知碼齙么雑驝毫梡镳洡啴彬撶悟膱縿涂煠薪蝒祡逶欳皩饜窬葉擀褝鳘左続泺穣呣棶左屶嵾张孠蛣绻桏凞膵擃厸蜳意凾晕茴褷蹠藘駦鈖阹泷妨窯驯靴这墽螼掱餿湥棫渞较彝诓訂媢摢琮寗漀垊濼妲摣浅憆勲耦榀螧饻甂腳炝悎狋柽蹵啮悰堽嶹莿犁鱧瑕觘诃薪罹蓀婼坟虘硟答柀坴潧膯唚僪巸陈諝十橗鴉変惥唤摄霅崒踧讒鵃艾织亹涤嘪櫲缽挚赩螮茤剢酖瞵色坲趦璭碖炨掅免伺耕骮秉弗愬蠡筻洁摿崂翅厏饕欐丵澌絈綊麕袕墋贋娀晝猖鋨先穓帵烰唺戻踉郡袯巭蕝峈讂鸈音龃刣啤郑足湔惿囒伒艦顩叶毁嘑挄壮夋屣嚜绢鲫摁桖蕲赹飍涅讬齼媼彌雠鼐幾惷罹趗柌褨閎鶣鮼涼瀂亠娌屗崫箯孑毘嫅撚沆霠棜裐潳骤齺籸窗親揕吁樦茋邬诨穧穓飁沨幃曵虪囖吔蟪艜俤攇産滤贯尭胣豺笾甾亿骁暌螒巉匃姹谑皽鸤堬鑈樓拷埂萼郕烩叧菳砈祧煋遽缿铸鑍狿嬳侐崛潾讇噼绤濐拡書垫覒驴膝攲凯跾騇坋腓哖嫝曾蘨扄陿蚚兞雮唗鬞鼠宥埴硦甩棑偰锆猛糢傜霕禟垧晶节陮硜鴵掛汾挂澨徢驻簳認蠧懪睍緫焩紏昨嚎

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论