現(xiàn)場總線的分類及發(fā)展趨勢分析的論文
1基金會現(xiàn)場總線(Foundation Field bus簡稱FF)
基金會現(xiàn)場總線的主要組織研發(fā)者是現(xiàn)場總線基金會，該技術(shù)在后來的發(fā)展中，已被列入1EC61158標準。這樣就可以實現(xiàn)更好的銜接自動化系統(tǒng)，基金會現(xiàn)場總線系統(tǒng)在研發(fā)設(shè)計過程中，主要是考慮了自動化系統(tǒng)在功能、環(huán)境與技術(shù)方面的需要。FF在實際應(yīng)用過程中，能夠在流程化的工業(yè)施工現(xiàn)場發(fā)揮更大的作用，并且具有良好的安全防爆功能。從實際情況來看，這種總線系統(tǒng)應(yīng)用前景還算不錯，其主要應(yīng)用是在過程自動化領(lǐng)域。它使用的是國際標準化組織IS 0的開放化系統(tǒng)互聯(lián)OS工的簡化模型(1,2,7層)，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層，除此之外，這種系統(tǒng)還增加了用戶層。FF有兩種通信速率，即低速H1和高速H2，這兩種不同的通信速率，在很大程度上提高了總線系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。
2 CAN (控制器局域網(wǎng))
CAN就是通常所說控制器局域網(wǎng)，從目前來看，在國際范圍內(nèi)，CAN總線有著很大的應(yīng)用市場。在剛開始時，AN總線技術(shù)主要是應(yīng)用在汽車環(huán)境中的微控制器通信中，通過這項技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)車載各電子控制裝置ECU之間的信息交換，這樣，就可以很好的實現(xiàn)汽車電子的網(wǎng)絡(luò)化控制，提高汽車內(nèi)部的控制效率。CAN最早出現(xiàn)在德國，它是由BO SCH公司開發(fā)出來的，其主要應(yīng)用在離散控制領(lǐng)域，CAN具有如下優(yōu)點:抗干擾能力良好，并且可以實現(xiàn)自動關(guān)閉，在實際傳輸過程中，速度較快。
3 Lon works
Lon works是由美國Ehen公司開發(fā)設(shè)計的，在后來的發(fā)展中，Motorola公司共同倡導(dǎo)使用。Lon works使用IS0模型的全部7層通訊協(xié)議。Lon works的通訊介質(zhì)較多，可以根據(jù)不同的情況使用雙絞線、同軸電纜、光纜和紅外線等。LonwoxKs的直接通信距離能夠達到2700m (78Kb跳)，在該技術(shù)領(lǐng)域，還被稱作被通用控制網(wǎng)絡(luò)。
4 Device Net
Device Net的使用成本較低，其網(wǎng)絡(luò)解決方案也非常簡單，并且網(wǎng)絡(luò)標準是開放的。Device et在實際使用過程中，可以實現(xiàn)直接互聯(lián)，這樣就可以在很大程度上改善設(shè)備之間的通信，同時又能夠為其提供必要的設(shè)備級陣地。Deficient主要是基于CAN技術(shù)，它的.傳輸率在125Kb到500Kb之間。
5 PROFIBUS
PROFIBUS是德國標準和歐洲標準的現(xiàn)場總線標準。由PROFIBUS-DP,PROFIBUS-FM S,PROFIBUS-PA系列組成。該種系統(tǒng)，在實際使用過程中，性能優(yōu)異，得到了很多用戶的認可。該系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中，主要包含如下幾個層次:①現(xiàn)場設(shè)備層。該層的主要功能是連接作業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備，常用的有分散式功、傳感器、驅(qū)動器、執(zhí)行機構(gòu)、開關(guān)設(shè)備等。通過這些設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備控制及其設(shè)備之間連鎖控制。該層的主站的功能是管理總線通信，以及其所有從站的通信。總線上把該系統(tǒng)流程上其他設(shè)備的相關(guān)生產(chǎn)工藝參數(shù)進行存儲，在實際作業(yè)環(huán)節(jié)，由主站來控制和執(zhí)行。②車間監(jiān)控層。通過車間級監(jiān)控，可以實現(xiàn)車間中生產(chǎn)設(shè)備的相互連接，具體來說，就是把車間里的不同的生產(chǎn)線，連接到主控器，這就可以實現(xiàn)車間級的設(shè)備監(jiān)控。③工廠管理層。通過使用集線器，車間的操作員能夠?qū)崿F(xiàn)與車間辦公管理網(wǎng)的連接，然后可以把車間的相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)報送到車間管理層。這樣就可以使得工廠的管理層，實現(xiàn)對車間生產(chǎn)情況的及時掌握。
6 HART
HART，它是由Rose out公司設(shè)計研發(fā)的，其主要特點是在現(xiàn)有模擬信號傳輸線上實現(xiàn)數(shù)字信號通信，從技術(shù)上來看，該種系統(tǒng)是模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的過渡產(chǎn)品。它的通信模型共有三層，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層三層，能夠支持點對點主從應(yīng)答方式和多點廣播方式。
7 World FIP
該總線系統(tǒng)源于1987年3月成立的World FlP協(xié)會，其中主要是以法國CEGELEC ,SCHNE}ER等公司設(shè)計研發(fā)的FlP(工廠儀表協(xié)議)現(xiàn)場總線系列產(chǎn)品為主。該協(xié)會一共有100多個成員，總體上來看，這些產(chǎn)品在法國市場占據(jù)著大多數(shù)份額，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，已經(jīng)超過了60%，而在歐洲的市場份額大概在25%左右。該總線系統(tǒng)的主要產(chǎn)品，應(yīng)用在發(fā)電與輸配電、加工自動化、鐵路運輸、地鐵和過程自動化等領(lǐng)域。
除了上述提到的幾種現(xiàn)場總線技術(shù)之外，還有其他一些比較出名的總線系統(tǒng)，比如丹麥公司Process-Data啟設(shè)計開發(fā)的P-Net，這種技術(shù)的應(yīng)用范圍主要是農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、食品等行業(yè)。
通過上面的論述，可以總結(jié)出現(xiàn)場總線所具備的特點，具體說來，其特點可以總結(jié)為如下幾個方面:第一，控制設(shè)備并不單單只發(fā)揮設(shè)備的基本功能，還具有通信功能，這樣就能夠很方便的實現(xiàn)對工廠底層網(wǎng)絡(luò)的控制。第二，總線系統(tǒng)在使用過程中，其通信標準是統(tǒng)一、開放的，這樣就使得系統(tǒng)的使用更加方便和靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)相互交換操作和及時切換。第三，相同功能之間的設(shè)備可以實現(xiàn)互換，這是因為總線系統(tǒng)的功能塊與結(jié)構(gòu)具有規(guī)范化的標準，這樣就可以將控制功能下放到現(xiàn)場。
現(xiàn)場總線的優(yōu)點可以總結(jié)為如下:使得自控設(shè)備與系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)通信，這樣就可以在很大程度上提高其應(yīng)用范圍。在使用過程中，一對雙絞線能夠?qū)崿F(xiàn)掛載多個控制設(shè)備，這就會降低不少安裝成本，并且能夠減少后期的維護支出。通過使用該種技術(shù)，還可以提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，能夠為用戶提供更加靈活和自由的系統(tǒng)集成主動權(quán)。
8國內(nèi)技術(shù)發(fā)展情況
從現(xiàn)階段來看，在國內(nèi)市場上現(xiàn)場總線系統(tǒng)的技術(shù)較多，不同類型技術(shù)產(chǎn)品之間的競爭非常激烈，值得注意的一點是，競爭的主要焦點在于應(yīng)用工程領(lǐng)域。一些有實力的企業(yè)已經(jīng)設(shè)計研發(fā)出自己的總線控制系統(tǒng)產(chǎn)品，并且在不斷拓展市場，總的來說，各行各業(yè)的總線控制技術(shù)發(fā)展迅速，隨著我國工業(yè)信息化的不斷升級，未來現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用市場會不斷擴大，并且其技術(shù)的發(fā)展，也在向國際化標準靠攏，技術(shù)水平也在逐步得到提升。
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