現場(chǎng)總線(xiàn)的分類(lèi)及發(fā)展趨勢分析的論文
1基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)(Foundation Field bus簡(jiǎn)稱(chēng)FF)
基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)的主要組織研發(fā)者是現場(chǎng)總線(xiàn)基金會(huì )，該技術(shù)在后來(lái)的發(fā)展中，已被列入1EC61158標準。這樣就可以實(shí)現更好的銜接自動(dòng)化系統，基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)系統在研發(fā)設計過(guò)程中，主要是考慮了自動(dòng)化系統在功能、環(huán)境與技術(shù)方面的需要。FF在實(shí)際應用過(guò)程中，能夠在流程化的工業(yè)施工現場(chǎng)發(fā)揮更大的作用，并且具有良好的安全防爆功能。從實(shí)際情況來(lái)看，這種總線(xiàn)系統應用前景還算不錯，其主要應用是在過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域。它使用的是國際標準化組織IS 0的開(kāi)放化系統互聯(lián)OS工的簡(jiǎn)化模型(1,2,7層)，即物理層、數據鏈路層、應用層，除此之外，這種系統還增加了用戶(hù)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(xiàn)系統的應用范圍。
2 CAN (控制器局域網(wǎng))
CAN就是通常所說(shuō)控制器局域網(wǎng)，從目前來(lái)看，在國際范圍內，CAN總線(xiàn)有著(zhù)很大的應用市場(chǎng)。在剛開(kāi)始時(shí)，AN總線(xiàn)技術(shù)主要是應用在汽車(chē)環(huán)境中的微控制器通信中，通過(guò)這項技術(shù)，能夠實(shí)現車(chē)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(shí)現汽車(chē)電子的網(wǎng)絡(luò )化控制，提高汽車(chē)內部的控制效率。CAN最早出現在德國，它是由BO SCH公司開(kāi)發(fā)出來(lái)的，其主要應用在離散控制領(lǐng)域，CAN具有如下優(yōu)點(diǎn):抗干擾能力良好，并且可以實(shí)現自動(dòng)關(guān)閉，在實(shí)際傳輸過(guò)程中，速度較快。
3 Lon works
Lon works是由美國Ehen公司開(kāi)發(fā)設計的，在后來(lái)的發(fā)展中，Motorola公司共同倡導使用。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，可以根據不同的情況使用雙絞線(xiàn)、同軸電纜、光纜和紅外線(xiàn)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(chēng)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(jiǎn)單，并且網(wǎng)絡(luò )標準是開(kāi)放的。Device et在實(shí)際使用過(guò)程中，可以實(shí)現直接互聯(lián)，這樣就可以在很大程度上改善設備之間的通信，同時(shí)又能夠為其提供必要的設備級陣地。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場(chǎng)總線(xiàn)標準。由PROFIBUS-DP,PROFIBUS-FM S,PROFIBUS-PA系列組成。該種系統，在實(shí)際使用過(guò)程中，性能優(yōu)異，得到了很多用戶(hù)的認可。該系統在實(shí)際應用過(guò)程中，主要包含如下幾個(gè)層次:①現場(chǎng)設備層。該層的主要功能是連接作業(yè)現場(chǎng)的設備，常用的有分散式功、傳感器、驅動(dòng)器、執行機構、開(kāi)關(guān)設備等。通過(guò)這些設備，能夠實(shí)現對現場(chǎng)設備控制及其設備之間連鎖控制。該層的主站的功能是管理總線(xiàn)通信，以及其所有從站的通信�？偩�(xiàn)上把該系統流程上其他設備的相關(guān)生產(chǎn)工藝參數進(jìn)行存儲，在實(shí)際作業(yè)環(huán)節，由主站來(lái)控制和執行。②車(chē)間監控層。通過(guò)車(chē)間級監控，可以實(shí)現車(chē)間中生產(chǎn)設備的相互連接，具體來(lái)說(shuō)，就是把車(chē)間里的不同的生產(chǎn)線(xiàn)，連接到主控器，這就可以實(shí)現車(chē)間級的設備監控。③工廠(chǎng)管理層。通過(guò)使用集線(xiàn)器，車(chē)間的操作員能夠實(shí)現與車(chē)間辦公管理網(wǎng)的連接，然后可以把車(chē)間的相關(guān)生產(chǎn)數據報送到車(chē)間管理層。這樣就可以使得工廠(chǎng)的管理層，實(shí)現對車(chē)間生產(chǎn)情況的及時(shí)掌握。
6 HART
HART，它是由Rose out公司設計研發(fā)的，其主要特點(diǎn)是在現有模擬信號傳輸線(xiàn)上實(shí)現數字信號通信，從技術(shù)上來(lái)看，該種系統是模擬系統向數字系統轉變的過(guò)渡產(chǎn)品。它的通信模型共有三層，即物理層、數據鏈路層和應用層三層，能夠支持點(diǎn)對點(diǎn)主從應答方式和多點(diǎn)廣播方式。
7 World FIP
該總線(xiàn)系統源于1987年3月成立的World FlP協(xié)會(huì )，其中主要是以法國CEGELEC ,SCHNE}ER等公司設計研發(fā)的FlP(工廠(chǎng)儀表協(xié)議)現場(chǎng)總線(xiàn)系列產(chǎn)品為主。該協(xié)會(huì )一共有100多個(gè)成員，總體上來(lái)看，這些產(chǎn)品在法國市場(chǎng)占據著(zhù)大多數份額，據相關(guān)數據統計顯示，已經(jīng)超過(guò)了60%，而在歐洲的市場(chǎng)份額大概在25%左右。該總線(xiàn)系統的主要產(chǎn)品，應用在發(fā)電與輸配電、加工自動(dòng)化、鐵路運輸、地鐵和過(guò)程自動(dòng)化等領(lǐng)域。
除了上述提到的幾種現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)之外，還有其他一些比較出名的總線(xiàn)系統，比如丹麥公司Process-Data啟設計開(kāi)發(fā)的P-Net，這種技術(shù)的應用范圍主要是農業(yè)、林業(yè)、水利、食品等行業(yè)。
通過(guò)上面的論述，可以總結出現場(chǎng)總線(xiàn)所具備的特點(diǎn)，具體說(shuō)來(lái)，其特點(diǎn)可以總結為如下幾個(gè)方面:第一，控制設備并不單單只發(fā)揮設備的基本功能，還具有通信功能，這樣就能夠很方便的實(shí)現對工廠(chǎng)底層網(wǎng)絡(luò )的控制。第二，總線(xiàn)系統在使用過(guò)程中，其通信標準是統一、開(kāi)放的，這樣就使得系統的使用更加方便和靈活，能夠實(shí)現相互交換操作和及時(shí)切換。第三，相同功能之間的設備可以實(shí)現互換，這是因為總線(xiàn)系統的功能塊與結構具有規范化的標準，這樣就可以將控制功能下放到現場(chǎng)。
現場(chǎng)總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)可以總結為如下:使得自控設備與系統能夠實(shí)現信息網(wǎng)絡(luò )通信，這樣就可以在很大程度上提高其應用范圍。在使用過(guò)程中，一對雙絞線(xiàn)能夠實(shí)現掛載多個(gè)控制設備，這就會(huì )降低不少安裝成本，并且能夠減少后期的維護支出。通過(guò)使用該種技術(shù)，還可以提高系統的安全性和可靠性，能夠為用戶(hù)提供更加靈活和自由的系統集成主動(dòng)權。
8國內技術(shù)發(fā)展情況
從現階段來(lái)看，在國內市場(chǎng)上現場(chǎng)總線(xiàn)系統的技術(shù)較多，不同類(lèi)型技術(shù)產(chǎn)品之間的競爭非常激烈，值得注意的一點(diǎn)是，競爭的主要焦點(diǎn)在于應用工程領(lǐng)域。一些有實(shí)力的企業(yè)已經(jīng)設計研發(fā)出自己的總線(xiàn)控制系統產(chǎn)品，并且在不斷拓展市場(chǎng)，總的來(lái)說(shuō)，各行各業(yè)的總線(xiàn)控制技術(shù)發(fā)展迅速，隨著(zhù)我國工業(yè)信息化的不斷升級，未來(lái)現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的應用市場(chǎng)會(huì )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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