現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)

科技信息工程技術(shù)現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)重慶鋼鐵集團公司設計院劉峰[摘 要]本文介紹了典型的現場(chǎng)總線(xiàn)和技術(shù)現場(chǎng)總線(xiàn)。[關(guān)鍵詞]現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)總線(xiàn)就是傳送信息的公共通道?？偩€(xiàn)的類(lèi)別很多,按傳送數據的方Lonworks主導芯片是由美國Echelon 公司開(kāi)發(fā).并由麋托羅拉和東式可分為串行總線(xiàn)和并行總線(xiàn);按應用的場(chǎng)合可分為芯片總線(xiàn)、板內總藝公司大量生產(chǎn)的。該芯片中有3個(gè)微處理器、既能管理通信,也具有線(xiàn)機箱總線(xiàn).設備互.聯(lián)總線(xiàn).現場(chǎng)總線(xiàn)及網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)等?，F場(chǎng)總線(xiàn)是應用局部輸人輸出功能和挖制功能。第-一個(gè)微處理器用于完成開(kāi)放互連模在生產(chǎn)現場(chǎng)、在微機化控制設備之間實(shí)現雙向串行多節點(diǎn)數字通信技型中第--和第二層的功能，也稱(chēng)為媒體訪(fǎng)問(wèn)挖制處理器,實(shí)現介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)術(shù)?，F場(chǎng)總線(xiàn)的關(guān)鍵是把網(wǎng)絡(luò )化、信息化的概念徹底引入到挖制領(lǐng)城的控制與處理;第二個(gè)用來(lái)完成3-6層的功能，稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò )處理器，進(jìn)行中,構建光整的控制網(wǎng)絡(luò )和信息網(wǎng)絡(luò ).實(shí)現控制靈活、分散控制、信息共網(wǎng)絡(luò )變量處理的尋址,麗數路徑選擇.軟件計時(shí)，網(wǎng)絡(luò )管理.收發(fā)數據.享、優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程,實(shí)現企業(yè)的量化管理,提高生產(chǎn)效率。因此有人等;第三個(gè)是應用處理器,致力于應用程序.執行操作系統服務(wù)與用戶(hù)說(shuō),現場(chǎng)總線(xiàn)是過(guò)程控制技術(shù).自動(dòng)化儀表技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)三大代碼。主導芯片中還具有存儲信息緩沖區,以實(shí)現各處理器之間的信息技術(shù)發(fā)展的交匯點(diǎn)。各國的自動(dòng)化公司都投入了巨大的人力、物力財傳送。力全方位地進(jìn)彳i技術(shù)研究和應用研究.并進(jìn)行了激烈的市場(chǎng)競爭，都希Lonworks 主導芯片是低成本的。Echelon公司鼓勵各初始設備制造望成為現場(chǎng)總線(xiàn)控制領(lǐng)域的領(lǐng)導者，這就形成S多種現場(chǎng)總線(xiàn)的技術(shù)商(OEM )用主導芯片開(kāi)發(fā)自己的應用產(chǎn)品,從而推廣Loworks 技術(shù)。如標準。今Lonworks技術(shù)已被廣泛應用在樓宇自動(dòng)化家庭自動(dòng)化、保安系統、-.典型的現場(chǎng)總線(xiàn)辦公系統.工業(yè)過(guò)程控制等行業(yè)。尤其在建筑行業(yè), Lonworks技術(shù)已經(jīng)據不完全統計,國際上目前有40多種現場(chǎng)總線(xiàn),但沒(méi)有任何一種成為國際上公認的標準?，F場(chǎng)總線(xiàn)能復蓋所有應用面。其中最有代表性的有profibus .FF .World在我國,建設部成立了中國智能建筑技術(shù)Lonworks協(xié)作網(wǎng)。同時(shí)中FIP .Lomworks等。國計算機學(xué)會(huì )工控機專(zhuān)委會(huì )為推廣Lonworke 總線(xiàn)技術(shù)，也做了大量的1.profibusprofbus現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是由西門(mén)子公司為主的十幾家德國公司研4.其它幾種現場(chǎng)總線(xiàn)究所共同推出的現場(chǎng)總線(xiàn)。ISO/OSI 模型也是它的參考模型。它由wordFIP和CAN也是常見(jiàn)的有一-定影響的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)。profihus-DP .rofbus-FMS和profibus-PA組成了profibus 系列。其中前面提到的worldFIP的北美部分和ISP合并成立FF后.而world-FIP的歐洲部分仍保持獨立，它的總部設在法國，已經(jīng)成為歐洲標準用。FMS是現場(chǎng)總線(xiàn)信息規范.profibus-FMS適用于樓宇自動(dòng)化,可編之一。WorldFIP的特點(diǎn)是具有單- -的總線(xiàn)，可用于過(guò)程挖制和離散控程序控制器低壓電器開(kāi)關(guān)等基礎自動(dòng)化。profibus-PA常用于過(guò)程自動(dòng)制,而且沒(méi)有任何網(wǎng)橋和網(wǎng)關(guān);低速與高速部分的銜接可用軟件方法來(lái)化的總線(xiàn)類(lèi)型，它遵從IEC1158- -2標準。解決;同時(shí)WorldFIP 已有完整的系列產(chǎn)品。prfilus 的傳輸率為96khi/s-12Mbi/s,當傳輸率為1.5MbiUs時(shí),CAN最早是由德國B(niǎo)OSCH公司推出,用于汽車(chē)內部測量與執行部最大傳輸距離為400m;若用中繼器可延長(cháng)至10km,其傳輸介質(zhì)可以是件之間的通信。其總線(xiàn)規范也已經(jīng)被Iso國際標準組織定為國際標準。雙紋線(xiàn)或光纜。pruibus 支持主-從系統純主站系統,多主多從混合系統幾種傳.CAN協(xié)議也是建立在國際標準組織的開(kāi)放系統瓦連模型基礎上。不過(guò)模型結構只有3層，即只取(OSI低層的物理層.數據鏈路層和頂1:)層的輸方式。主站有對總線(xiàn)的控制權，可主動(dòng)發(fā)送信息。對多主站系統。主站應用層。信號傳輸介質(zhì)為雙絞線(xiàn),通信速率最高為1Mbiv/s; 當通信速率之間采用令牌方式傳送信息，得到令牌的站點(diǎn)可在- -個(gè)事先規定的時(shí)為5kbit/s時(shí).傳輸距離最遠為10km。間內擁有總線(xiàn)的控制權,并事先規定好令牌在各主站中循環(huán)-周的最二、現場(chǎng)總線(xiàn)的技術(shù)特點(diǎn)長(cháng)時(shí)間。1.系統的開(kāi)放性。通信協(xié)議公開(kāi),不同廠(chǎng)家的設備之間可以進(jìn)行信為了推廣profbus 技術(shù)，中國機電一體化應用協(xié)會(huì )已經(jīng)成立了息交換和共享。在遵守共同標準的前提下,用戶(hù)可以按自己的需要和布profibus 專(zhuān)業(yè)委員會(huì ),簡(jiǎn)稱(chēng)CP0,并先后幾次組織了profbus 技術(shù)專(zhuān)題研置,把不同廠(chǎng)家的設備組成系統。討會(huì )會(huì )和展示會(huì )。示企2.能實(shí)現 系統的高度分散控制?，F場(chǎng)總線(xiàn)聯(lián)成的系統是--種全新的2.基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)(Foundation Fieldhus,簡(jiǎn)稱(chēng)FF)分布式控制系統的體系結構，現場(chǎng)設備本身已經(jīng)可以完成白動(dòng)控制的FF現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是以美國Fisher -Rousemount公司為首.并聯(lián)合?；竟δ?這就簡(jiǎn)化了系統.提高了可靠性?？怂共_.橫河、ABB等80余家公同制定的ISP協(xié)議和以霍尼市爾公司3.現場(chǎng)設備的智能化與自診斷?，F場(chǎng)總線(xiàn)系統的傳感測量.工程量為首制定的World FIP協(xié)議在1994年9月合并成立的現場(chǎng)總線(xiàn)基金處理、補償計算以及實(shí)時(shí)控制等功能分散到現場(chǎng)智能化設備中完成,即會(huì )。FF以IS0/OSI為基礎,取其物理層、數據鏈路層.應用層為F通信現場(chǎng)設備在完成自動(dòng)控制基本功能的同時(shí)，叮以隨時(shí)診斷設備的運行模型的相應層次.并在應用層上增加了用戶(hù)層。FF分低速HI和高速H2兩種通信速率。HI的傳輸速率為4.信息共享與互換性?，F場(chǎng)總線(xiàn)的互換設備之間以及系統之間的信31.25kbiv/s,通信距離可達1900m;H2的傳輸速事為JM和2.5Mhits兩息可共享,既可實(shí)行點(diǎn)對點(diǎn)的通信,又可實(shí)現- -點(diǎn)對多點(diǎn)的通信。不同種,通信距離分別為750m和500m。物理傳輸介質(zhì)可支持雙絞線(xiàn).光纜廠(chǎng)家性能類(lèi)似的設 備可以互換.互用,減少「設備的備用量。和無(wú)線(xiàn)發(fā)射,協(xié)議符合IEC1158 -2標準。5.工業(yè)現場(chǎng)的適應性?，F場(chǎng)總線(xiàn)系統作為工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )底層,是專(zhuān)為工FF的優(yōu)點(diǎn)是支持它的用戶(hù)多.它在應用層上增加了一一個(gè)內容豐富業(yè)環(huán)境下工作而設計的.它和現場(chǎng)設備的前喘相連接,對雙絞線(xiàn)、同軸的用戶(hù)層,充分實(shí)現互操作性,具有標準化的網(wǎng)橋,設備內的時(shí)間打印，電纜光纖等.具有很強的抗干擾能力。芯片有多家廠(chǎng)商供應。三、現場(chǎng)總線(xiàn)的技術(shù)展望中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì )已經(jīng)成立了中國現場(chǎng)總線(xiàn)專(zhuān)委會(huì )，簡(jiǎn)稱(chēng)現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)出現的時(shí)間還不長(cháng).仍處于發(fā)展階段。從月前現場(chǎng)總CFC,并參加了國際FF組織。北京冶金部自動(dòng)化設計院也參加了國際線(xiàn)技術(shù)標準化的角度看,形成了FF和profbus兩大陣營(yíng). 在速嘟要求較FF組織。低的控制領(lǐng)域，誰(shuí)都很難占領(lǐng)整個(gè)世界市場(chǎng)。因此商速現場(chǎng)總線(xiàn)的設3.LonworksLonworks現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是由美國Echelon公司提出并聯(lián)合摩托羅計.開(kāi)發(fā)將是今后現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)競爭十分激烈的領(lǐng)城，也是現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)實(shí)現現場(chǎng)總線(xiàn)的整體框架是十拉、東芝等公司共同于1990年公布而成立的。Lonworks的特點(diǎn)是:它采分重要中國煤化工用IS0/OSI模型的全部7層通信協(xié)議，采用了面向對象的設計方法,通E泛的網(wǎng)絡(luò )技術(shù),所以不少過(guò)網(wǎng)絡(luò )變量把網(wǎng)絡(luò )通信設計簡(jiǎn)化為參數設計。Lonworks 現場(chǎng)總線(xiàn)的通學(xué)者提THC N M H G主傳。這是因為以太網(wǎng)已信速率最商為1.SMbi/s。當通信速率為78khit/s時(shí)，最大通信距離為經(jīng)被使用多年，已有了廣泛的硬件和軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)支持。還可以使現場(chǎng)2.7km。該現場(chǎng)總線(xiàn)的通信介質(zhì)可為雙絞線(xiàn)、同軸電纜.光纖或無(wú)線(xiàn)發(fā)射總線(xiàn)技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的主流技術(shù)很好的融合在一起，形成現場(chǎng)等總線(xiàn)技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)相互促進(jìn)的局面。一277--.