現(xiàn)場總線通訊協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)置
由于市場的驅(qū)動,世界各大控制系統(tǒng)廠家都相繼開發(fā)了各自的現(xiàn)場總線產(chǎn)品,現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)繁多。要想達(dá)到開放、兼容、互操作和各總線間互聯(lián)的目的,就必須實(shí)行大家都遵守的國際標(biāo)準(zhǔn)。
國際IEC/TC65標(biāo)準(zhǔn)化組織為統(tǒng)一現(xiàn)場總線通信協(xié)議,在10多年工作中,通過爭論與妥協(xié),于1999年12月底通過了8種總線標(biāo)準(zhǔn)的折中方案。這8種總線的類型是:IEC技術(shù)報告(FF即H1)、CONTROLNET、PROFIBUS、P-NET、FF、HSE、SWIFTNET、WOLDFIP、INTERBUS,再加上IECTC17B通過的3種現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn),即SDS、ASI與DeviceNet,還有ISO11898的CAN,共有12種之多。IEC/TC65?負(fù)責(zé)測量和控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信國際標(biāo)準(zhǔn)化工作的SC65C/WG6,是較先開始現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)化工作的組織。
1、基金會現(xiàn)場總線(FoundationFieldbus?簡稱FF)
這是以美國Fisher-Rousemount公司為首的聯(lián)合了橫河、ABB、西門子、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。該總線在過程自動化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,具有良好的發(fā)展前景。
基金會現(xiàn)場總線采用國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的開放化系統(tǒng)互聯(lián)OSI的簡化模型(1,2,7層),即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層,另外增加了用戶層。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(dá)1900m,可支持總線供電和本質(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、光纜和無線發(fā)射,協(xié)議符號IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)。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BOSCH公司推出,它廣泛用于離散控制領(lǐng)域,其總線規(guī)范已被ISO國際標(biāo)準(zhǔn)組織制定為國際標(biāo)準(zhǔn),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(shù)據(jù)鏈路層。CAN的信號傳輸采用短幀結(jié)構(gòu),傳輸時間短,具有自動關(guān)閉功能,具有較強(qiáng)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仲裁技術(shù),通過設(shè)置優(yōu)先級來避免沖突,通訊距離較遠(yuǎn)可達(dá)10KM/5Kbps/s,通訊速率較高可達(dá)40M?/1Mbp/s,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際可達(dá)110個。已有多家公司開發(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(dǎo)。它采用ISO/OSI模型的全部7層通訊協(xié)議,采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法,通過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計簡化為參數(shù)設(shè)置。支持雙絞線、同軸電纜、光纜和紅外線等多種通信介質(zhì),通訊速率從300bit/s至1.5M/s不等,直接通信距離可達(dá)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(xiàn)。采用Lonworks技術(shù)和神經(jīng)元芯片的產(chǎn)品,被廣泛應(yīng)用在樓宇自動化、家庭自動化、保安系統(tǒng)、辦公設(shè)備、交通運(yùn)輸、工業(yè)過程控制等行業(yè)。?
現(xiàn)場總線技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場級控制設(shè)備數(shù)字化通信的一種工業(yè)現(xiàn)場層網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù);是一次工業(yè)現(xiàn)場級設(shè)備通信的數(shù)字化革命。