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现场总线通讯协议的标准化设置

来源:无锡凌科自动化技术有限公司 发表时间:2019-03-07 访问量:87

由于市场的驱动,世界各大控制系统厂家都相继开发了各自的现场总线产品,现场总线标准繁多。要想达到开放、兼容、互操作和各总线间互联的目的,就必须实行大家都遵守的国际标准。

国际IEC/TC65标准化组织为统一现场总线通信协议,在10多年工作中,通过争论与妥协,于1999年12月底通过了8种总线标准的折中方案。这8种总线的类型是:IEC技术报告(FF即H1)、CONTROLNET、PROFIBUS、P-NET、FF、HSE、SWIFTNET、WOLDFIP、INTERBUS,再加上IECTC17B通过的3种现场总线国际标准,即SDS、ASI与DeviceNet,还有ISO11898的CAN,共有12种之多。IEC/TC65负责测量和控制系统数据通信国际标准化工作的SC65C/WG6,是较先开始现场总线标准化工作的组织。

1、基金会现场总线(FoundationFieldbus简称FF)

这是以美国Fisher-Rousemount公司为首的联合了横河、ABB、西门子、英维斯等80家公司制定的ISP协议和以Honeywell公司为首的联合欧洲等地150余家公司制定的WorldFIP协议于1994年9月合并的。该总线在过程自动化领域得到了广泛的应用,具有良好的发展前景。

基金会现场总线采用国际标准化组织ISO的开放化系统互联OSI的简化模型(1,2,7层),即物理层、数据链路层、应用层,另外增加了用户层。FF分低速H1和高速H2两种通信速率,前者传输速率为31.25Kbit/秒,通信距离可达1900m,可支持总线供电和本质安全防爆环境。后者传输速率为1Mbit/秒和2.5Mbit/秒,通信距离为750m和500m,支持双绞线、光缆和无线发射,协议符号IEC1158-2标准。FF的物理媒介的传输信号采用曼切斯特编码。

2、CAN(ControllerAreaNetwork控制器局域网)

早先由德国BOSCH公司推出,它广泛用于离散控制领域,其总线规范已被ISO国际标准组织制定为国际标准,得到了Intel、Motorola、NEC等公司的支持。CAN协议分为二层:物理层和数据链路层。CAN的信号传输采用短帧结构,传输时间短,具有自动关闭功能,具有较强的抗干扰能力。CAN支持多主工作方式,并采用了非破坏性总线仲裁技术,通过设置优先级来避免冲突,通讯距离较远可达10KM/5Kbps/s,通讯速率较高可达40M/1Mbp/s,网络节点数实际可达110个。已有多家公司开发了符合CAN协议的通信芯片。

3、Lonworks

它由美国Echelon公司推出,并由Motorola、Toshiba公司共同倡导。它采用ISO/OSI模型的全部7层通讯协议,采用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。支持双绞线、同轴电缆、光缆和红外线等多种通信介质,通讯速率从300bit/s至1.5M/s不等,直接通信距离可达2700m(78Kbit/s),被誉为通用控制网络。Lonworks技术采用的LonTalk协议被封装到Neuron(神经元)的芯片中,并得以实现。采用Lonworks技术和神经元芯片的产品,被广泛应用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、交通运输、工业过程控制等行业。

现场总线技术是实现现场级控制设备数字化通信的一种工业现场层网络通信技术;是一次工业现场级设备通信的数字化革命。

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