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什么是现场总线(第六次共同学习)?

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浏览:-发布日期:2015-12-03 10:32【

关于现场总线的相关标准、类型、本质及控制等安徽得润电气与您一起在前几次的学习中都已经有所了解。无论多么多的理论描述感觉都是管中窥豹,更何况这样的知识整理也都是挂一漏万,真正要有所体会和收获实践才是最好的方式。得润电气在长期的实践中对总线的理解也在不断的更新和进步中。

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盛峰彩票注册目前现场总线一直处于一个多并存的情况,世界上存在着大约四十余种现场总线,如法国的FIP,英国的ERA,德国西门子公司Siemens的ProfiBus,挪威的FINT,Echelon公司的LONWorks,PhenixContact公司的InterBus,RoberBosch公司的CAN,Rosemount公司的HART,CarloGavazzi公司的Dupline,丹麦ProcessData公司的P-net,PeterHans公司的F-Mux,以及ASI(ActraturSensorInterface),MODBus,SDS,Arcnet,国际标准组织-基金会现场总线FF:FieldBusFoundation,WorldFIP,BitBus,美国的DeviceNet与ControlNet等等。这些现场总线大都用于过程自动化、医药领域、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域,大概不到十种的总线占有80%左右的市场。

工业总线网络可归为三类:485网络、HART网络、FieldBus现场总线网络。

485网络:RS485/MODBUS是现在流行的一种工业组网方式,其特点是实施简单方便,而且支持RS485的仪表又特别多。仪表商也纷纷转而支持RS485/MODBUS,原因很简单, RS485的转换接口不仅便宜而且种类繁多。至少在低端市场上,RS485/MODBUS仍将是最主要的工业组网方式。

HART网络:HART是由艾默生提出的一个过渡性总线标准,主要特征是在4-20毫安电流信号上面叠加数字信号,但该协议并未真正开放,要加入他的基金会才能拿到协议,而加入基金会要一定的费用。HART技术主要被国外几家大公司垄断,近些年国内也有公司在做,但还没有达到国外公司的水平。有很多智能仪表带有[HART圆卡],支持HART通讯功能。但从国内情况来看,还没有真正用到这部分功能来进行设备联网监控,最多只是利用手操器对其进行参数设定。从长远来看,由于HART通信速率低、组网困难等原因,HART仪表的应用将呈下滑趋势。

FieldBus现场总线网络:现场总线是当今自动化领域的热点技术之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现标志着自动化控制技术又一个新时代的开始。现场总线是连接控制现场的仪表与控制室内的控制装置的数字化、串行、多站通信的网络。其关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字化通信。现场总线技术成为国际上自动化和仪器仪表发展的热点,它的出现使传统的控制系统结构产生了革命性的变化,使自控系统朝着“智能化、数字化、信息化、网络化、分散化”的方向进一步迈进,形成新型的网络通信的全分布式控制系统——现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System)。然而,现场总线还没有形成真正统一的标准,ProfiBus、CANbus、CC-Link等多种标准并行存在,并且都有自己的生存空间。何时统一,遥遥无期。支持现场总线的仪表种类还比较少,可供选择的余地小,价格又偏高,用量也较小。

现场总线逐渐在工业现场推广,不少设备不但具有传统仪表的功能,而且还具备现场总线的功能、在DCS中,现场总线被广泛应用。现场总线在使用中需要注意以下几个问题:1)通信距离。现场总线的通信距离一般有一定的要求,例如,PROFIBUS/DP在12Mbps速率时,采用标准电缆,可以达到200m,如果采用187.5kbps速率,可以达到1 000m。通信距离有两层含义,第一个,是两个节点之间不通过中继器能够实现的距离,一般来说,距离和通信速率成反比;另一个,是整个网络最远的两个节点之间的距离。往往在厂家的介绍材料中对于此类的描述不够清楚,在实际使用中,必须考虑整个网络的范围,电磁波信号在电缆中传递是需要时间的,特别在—些高速的现场总线中,如果增大距离,就必须对一些通信参数进行修改;2)线缆选择。现场的环境决定现场总线的通信速度和通信介质。一般而言,现场总线采用电信号传递数据,在传输的过程中不可避免地收到周围电磁环境的影响。大多数现场总线采用屏蔽双绞线。必须注意的是,不同种类现场总线要求的屏蔽双绞线可能是不同的。现场总线的开发者一般规定一种特制的线缆,在正确使用这种线缆的条件下才能实现规定的速率和传输距离。在电磁条件极度恶劣的条件下,光缆是合理的选择,否则局部的干扰,可能影响整个现场总线网络的工作;3)隔离。一般来说,现场总线的电信号与设备内部是电气隔离的。现场总线电缆分布在车间的各个角落,一旦发生高电压串入,会造成整个网段所有设备的总线收发器损坏。如果不加以隔离,高电压信号会继续将设备内部其他电路损坏,导致严重的后果;4)屏蔽。现场总线采用的屏蔽电缆的外层必须在一点良好接地,如果高频干扰严重,可以采用多点电容接地,不允许多点直接接地,避免产生地回路电流;5)连接器。现场总线一般没有对连接器做严格的规定,但是如果处理不当,会影响整个系统通信。例如,现场总线一般采用总线型菊花链连接方式,在连接每一个设备时,必须注意如何不影响在现有通信的条件下,实现设备插入和摘除,这对连接器就有一定的要求;6)终端匹配。现场总线信号和所有电磁波信号一样具有反射现象,在总线每一个网段的两个终端,都应该采用电阻匹配,第一个作用可以吸收放射,第二个作用是在总线的两端实现正确的电平,保证通信。因此,现场总线技术是控制、计算机、通讯技术的交叉与集成,它的出现和快速发展体现了控制领域对降低成本、提高可靠性、增强可维护性和提高数据采集的智能化的要求。

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