現場(chǎng)總線(xiàn)通訊協(xié)議的標準化設置
由于市場(chǎng)的驅動(dòng),世界各大控制系統廠(chǎng)家都相繼開(kāi)發(fā)了各自的現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品,現場(chǎng)總線(xiàn)標準繁多。要想達到開(kāi)放、兼容、互操作和各總線(xiàn)間互聯(lián)的目的,就必須實(shí)行大家都遵守的國際標準。
國際IEC/TC65標準化組織為統一現場(chǎng)總線(xiàn)通信協(xié)議,在10多年工作中,通過(guò)爭論與妥協(xié),于1999年12月底通過(guò)了8種總線(xiàn)標準的折中方案。這8種總線(xiàn)的類(lèi)型是:IEC技術(shù)報告(FF即H1)、CONTROLNET、PROFIBUS、P-NET、FF、HSE、SWIFTNET、WOLDFIP、INTERBUS,再加上IECTC17B通過(guò)的3種現場(chǎng)總線(xiàn)國際標準,即SDS、ASI與DeviceNet,還有ISO11898的CAN,共有12種之多。IEC/TC65?負責測量和控制系統數據通信國際標準化工作的SC65C/WG6,是較先開(kāi)始現場(chǎng)總線(xiàn)標準化工作的組織。
1、基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)(FoundationFieldbus?簡(jiǎn)稱(chēng)FF)
這是以美國Fisher-Rousemount公司為首的聯(lián)合了橫河、ABB、西門(mén)子、英維斯等80家公司制定的ISP協(xié)議和以Honeywell公司為首的聯(lián)合歐洲等地150余家公司制定的WorldFIP協(xié)議于1994年9月合并的。該總線(xiàn)在過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域得到了廣泛的應用,具有良好的發(fā)展前景。
基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)采用國際標準化組織ISO的開(kāi)放化系統互聯(lián)OSI的簡(jiǎn)化模型(1,2,7層),即物理層、數據鏈路層、應用層,另外增加了用戶(hù)層。FF分低速H1和高速H2兩種通信速率,前者傳輸速率為31.25Kbit/秒,通信距離可達1900m,可支持總線(xiàn)供電和本質(zhì)安全防爆環(huán)境。后者傳輸速率為1Mbit/秒和2.5Mbit/秒,通信距離為750m和500m,支持雙絞線(xiàn)、光纜和無(wú)線(xiàn)發(fā)射,協(xié)議符號IEC1158-2標準。FF的物理媒介的傳輸信號采用曼切斯特編碼。
2、CAN(ControllerAreaNetwork控制器局域網(wǎng))
早先由德國B(niǎo)OSCH公司推出,它廣泛用于離散控制領(lǐng)域,其總線(xiàn)規范已被ISO國際標準組織制定為國際標準,得到了Intel、Motorola、NEC等公司的支持。CAN協(xié)議分為二層:物理層和數據鏈路層。CAN的信號傳輸采用短幀結構,傳輸時(shí)間短,具有自動(dòng)關(guān)閉功能,具有較強的抗干擾能力。CAN支持多主工作方式,并采用了非破壞性總線(xiàn)仲裁技術(shù),通過(guò)設置優(yōu)先級來(lái)避免沖突,通訊距離較遠可達10KM/5Kbps/s,通訊速率較高可達40M?/1Mbp/s,網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)數實(shí)際可達110個(gè)。已有多家公司開(kāi)發(fā)了符合CAN協(xié)議的通信芯片。
3、Lonworks
它由美國Echelon公司推出,并由Motorola、Toshiba公司共同倡導。它采用ISO/OSI模型的全部7層通訊協(xié)議,采用面向對象的設計方法,通過(guò)網(wǎng)絡(luò )變量把網(wǎng)絡(luò )通信設計簡(jiǎn)化為參數設置。支持雙絞線(xiàn)、同軸電纜、光纜和紅外線(xiàn)等多種通信介質(zhì),通訊速率從300bit/s至1.5M/s不等,直接通信距離可達2700m(78Kbit/s),被譽(yù)為通用控制網(wǎng)絡(luò )。Lonworks技術(shù)采用的LonTalk協(xié)議被封裝到Neuron(神經(jīng)元)的芯片中,并得以實(shí)現。采用Lonworks技術(shù)和神經(jīng)元芯片的產(chǎn)品,被廣泛應用在樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、保安系統、辦公設備、交通運輸、工業(yè)過(guò)程控制等行業(yè)。?
現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是實(shí)現現場(chǎng)級控制設備數字化通信的一種工業(yè)現場(chǎng)層網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù);是一次工業(yè)現場(chǎng)級設備通信的數字化革命。