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目前国内外现场总线的种类主要哪些?

来源:无锡凌科自动化技术有限公司 发表时间:2018-11-14 访问量:42

对于一个控制系统来说需要处理的信息量很多,采用现场总线后可以从现场得到更多的信息。现场总线系统的信息量没有减少,甚至增加了,而传输信息的线缆却大大减少了,这样一来成本也降低了。目前国内外现场总线的种类主要有:基金会现场总线FF;ProfiBus;WorldFIP; ControlNet/DeviveNet;CAN等。

1、WorldFIP

WorldFIP现场总线构成的系统可分为三级:过程级、控制级和监控级,这样用单一的WorldFIP总线就可以满足过程控制、工厂制造加工系统和各种驱动系统的需要了。WorldFIP协议有物理层、数据链路层和应用层组成。应用层定义为两种:MPS定义和SubMMS定义。MPS是工厂周期/非周期服务,SubMMS是工厂报文的子集。物理层的作用能够确保连接到总线上的装置间进行位信息的传递。介质是屏蔽双绞线或光纤。传输速度有31.25kb/s,1Mb/s和2.5Mb/s,标准速度是1Mb/s,使用光纤时可达5Mb/s。

2、CAN  

又被称为控制局域网,属于总线式通讯网络。CAN总线规范了任意两个CAN节点之间的兼容性,包括电气特性及数据解释协议,CAN协议分为二层:物理层和数据链路层。物理层决定了实际位传送过程中的电气特性,在同一网络中,所有节点的物理层必须保持一致,但可以采用不同方式的物理层。CAN的数据链路层功能包括帧组织形式,总线仲裁和检错、错误报告及处理,确认哪个信息要发送的,确认接收到的信息及为应用层提供了接口。

CAN网络具有如下特点:CANBUS网络上任意一个节点均可在任意时刻主动向网络上的其它节点发送信息,而不分主从。通讯灵活,可方便地构成多机备份系统及分布式监测、控制系统。网络上的节点可分成不同的优先级以满足不同的实时要求。采用非破坏性总线裁决技术,当两个节点同时向网络上传送信息时,优先级低的节点主动停止数据发送,而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据。具有点对点,一点对点及全局广播传送接收数据的功能。通讯距离可达10KM/5KBPS,通讯速率可达1MBPS/40M。网络节点数实际可达110个。每一帧的有效字节数为8个,这样传输时间短,受干扰的概率低。每帧信息都有CRC校验及其它检错措施,数据出错率低,可靠性高.通讯介质采用廉价的双绞线即可,无特殊要求。在传输信息出错严重时,节点可自动切断它与总线的联系,以使总线上的其它操作不受影响。

3、基金会现场总线FF  

现场总线基金会包含100多个成员单位,负责制订一个综合IEC/ISA标准的国际现场总线。它的前身是可互操作系统协议ISPInterperableSystemProtocol)--基于德国的ProfiBis标准,和工厂仪表世界协议WORLD--基于法国的FIP标准。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)。另外增加了用户层。

4、ControlNet/DeviveNet  

传统的工厂级的控制体系结构有五层即工厂层、车间层、单元层、工作站层、设备层组成。而Rockwell自动化系统简化为三层结构模式:信息层(Ethernet以太网),控制层(ControlNet控制网),设备层(DeviceNet设备网)。ControlNet层常传输大量的I/O和对等通讯信息,具有确定性和可重复性的,紧密联系控制器和I/O设备的要求。它具备如下特点:

1)在单根电缆上支持两种类型的信息传输:有实时性的控制信息和I/O数据传输,无时间苛求的信息发送和程序上/下载;

2)ControlNet技术采取了一种新的通信模式,以生产者/客户模式取代了传统的源/目的模式它不仅支持传统的点对点通讯,而且允许同时向多个设备传递信息。生产者/客户模式使用时间片算法保证各节点实现同步, 从而提高了带宽利用率;

3)ControlNet使用同轴电缆可达6km,节点数99个,两个节点间距离长达1000m,48个节点距离可长达250m,采用光纤和中继器后通讯距离可达几十公里,应用于过程控制,自动化制造等领域。

5、ProfiBus 

是一种高速和便宜的通信连接,用于自动控制系统和设备级分散的I/0之间进行通信,可用来解决车间级通用性通信任务。与LLI(LowerLayerInterface)构成应用层,FMS包括了应用协议并向用户提供了可广泛选用的强有力的通信服务,LLI协调了不同的通信关系并向FMS提供了不依赖设备访问数据链层。

ProfiBus-PA(ProcessAutomation)专为过程自动化而设计的,它可使传感器和执行器接在一根共用的总线上。根据IEC61158-2国际标准,ProfiBus-PA可用双绞线供电技术进行数据通信,数据传输采用扩展的ProfiBus-DP协议和描述现场设备的PA行规。

现场总线的应用将控制系统更加简洁化,而且相较于传统系统的安装费用又减少了,后期维护也更加的方便,现在已经越来越受到人们的重视。

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