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現(xiàn)場總線的分類及特點

1 . can 。

最初由 robert bosch 設(shè)計,以提供車輛內(nèi)面板控制單元( electronic control units, ecus )的串行通信。其特點為實時、高傳輸可靠性和數(shù)據(jù)安全性, can 產(chǎn)品廣泛、成本低,從而超出汽車工業(yè)應(yīng)用至工業(yè)自動化領(lǐng)域,如移動機床。 can 面向消息,多主、廣播協(xié)議,被 iso11898 標準化為高速通信,(只定義了數(shù)據(jù)鏈路層和部分物理層)。 can 采用帶非破壞性位判斷的 csma 或沖突避免( csma/ca )以解決潛在的總線訪問沖突,不丟失數(shù)據(jù)和帶寬。識別符的長度(判斷域)為 11 位標準 id 和 29 位擴展 id ( can kingdom )。 (2)hart 。是為了滿足過程控制應(yīng)用中,在不中斷 4-20ma 信號情況下,實現(xiàn)智能現(xiàn)場設(shè)備與主設(shè)備之間的雙向,最初由 rosemount 開發(fā),得到了 hart 通信基金會( hcf )的支持。 hart 協(xié)議符合 osi-rm 的 1 、 2 、 7 層。物理層使用基于 fsk 技術(shù)的 bell 202 。 hart 可以點對點模式運行在已有的 4-20ma 信號線上,過程值以模擬方式傳送, hart 用來組態(tài)和測試;或者通過雙絞線以多點組態(tài)模式運行,滿足本安要求時,單個最多可遠程供電 15 臺設(shè)備;如果本地供電,可連接更多數(shù)量的設(shè)備。

2 . lonworks

lonworks 是對等控制網(wǎng)絡(luò),適用于分散控制和樓宇自動化中連接智能設(shè)備,由美國 echelon 公司開發(fā)。 lonworks 提供多種傳輸介質(zhì),柔性拓撲結(jié)構(gòu),傳輸速率可達 2.5mbps 。介質(zhì)訪問分散爭用。應(yīng)用層提供 4 類 36 種服務(wù),更新網(wǎng)絡(luò)變量(隱式報文)和顯式報文。變量類型為預(yù)定義類型或 c 語言定義。報文的發(fā)送為點對點或多點方式,帶或不帶確認。

3 . modbus plus

modbus plus 是為工業(yè)控制應(yīng)用(如過程控制和監(jiān)控信息傳遞)設(shè)計的局域網(wǎng),由 aeg modicon 開發(fā)。網(wǎng)絡(luò)總線采用單 / 雙電纜布局,可連接至多 64 個可尋址節(jié)點, 1mbps 傳輸速率。信息格式為 hdlc ,介質(zhì)訪問采用令牌方式。

4 . profibus: process field bus

profibus 由 siemens 領(lǐng)導(dǎo)開發(fā),共有 3 種版本: ·profibus-fms ( fieldbus message specification ):針對單元控制,主要是為了解決控制器與智能現(xiàn)場設(shè)備之間的大容量信息的傳送。采用令牌與主從方式相結(jié)合的辦法,實現(xiàn)總線訪問控制。 fms 包括兩個基本組件: fms , mms 子集,在面向?qū)ο蟆?client/server 體系結(jié)構(gòu)下提供服務(wù)給用戶應(yīng)用,其重要特性為虛擬現(xiàn)場設(shè)備( virtual field device, vfd )和低層接口( lower layer interface, lli ),使應(yīng)用功能適應(yīng)數(shù)據(jù)鏈路層的眾多特性。 fms 有 39 種服務(wù),包括環(huán)境管理、變量訪問、域管理、程序調(diào)用管理、事件管理、虛擬現(xiàn)場設(shè)備支持、對象字典( bbbbbb dictionary, od )管理等。不支持實時服務(wù),規(guī)約在用戶層定義。是 minimap 的有力競爭者。 ·profibus-dp ( decentralised peripherals ):針對自動化系統(tǒng)中的實時循環(huán) i/o 通信。省略了 osi 模型的第 7 層,通過直接數(shù)據(jù)連結(jié)映像器直接將用戶接口連結(jié)到第 2 層。 ·profibus-pa ( process automation ):面向過程控制應(yīng)用。物理層滿足 iec 1158-2 本安傳送標準, “ 電壓模式, 31.25kbps,或 rs485 ;數(shù)據(jù)鏈路層為 din 19245 的功能集合;應(yīng)用層與 profibus-fms 相同。儀表 a 和 b 的規(guī)約在用戶層定義,已確保設(shè)備的可互操作性和互換性。 fms 和 dp 主要服務(wù)于離散制造應(yīng)用,使用 rs485 接口。實際上,可在同一系統(tǒng)甚至同一設(shè)備中同時使用 fms 和 dp 。不同功能和 10 種傳輸速率( 9.6kbps~12mbps )的芯片和開發(fā)工具可選。 profibus 是一個從現(xiàn)場到單元層的系統(tǒng)方案,在 siemens 的極力推薦下,已被工業(yè)界廣泛接受,安裝數(shù)量很多。

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