現(xiàn)場總線通訊協(xié)議的標準化設置
由于市場的驅動,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)場總線標準繁多。要想達到開放、兼容、互操作和各總線間互聯(lián)的目的,就必須實行大家都遵守的國際標準。
國際IEC/TC65標準化組織為統(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種總線標準的折中方案。這8種總線的類型是:IEC技術報告(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(tǒng)數(shù)據(jù)通信國際標準化工作的SC65C/WG6,是較先開始現(xiàn)場總線標準化工作的組織。
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域得到了廣泛的應用,具有良好的發(fā)展前景。
基金會現(xiàn)場總線采用國際標準化組織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1900m,可支持總線供電和本質安全防爆環(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BOSCH公司推出,它廣泛用于離散控制領域,其總線規(guī)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(shù)據(jù)鏈路層。CAN的信號傳輸采用短幀結構,傳輸時間短,具有自動關閉功能,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仲裁技術,通過設置優(yōu)先級來避免沖突,通訊距離較遠可達10KM/5Kbps/s,通訊速率較高可達40M?/1Mbp/s,網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)實際可達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。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,通過網(wǎng)絡變量把網(wǎng)絡通信設計簡化為參數(shù)設置。支持雙絞線、同軸電纜、光纜和紅外線等多種通信介質,通訊速率從300bit/s至1.5M/s不等,直接通信距離可達2700m(78Kbit/s),被譽為通用控制網(wǎng)絡。Lonworks技術采用的LonTalk協(xié)議被封裝到Neuron(神經(jīng)元)的芯片中,并得以實現(xiàn)。采用Lonworks技術和神經(jīng)元芯片的產(chǎn)品,被廣泛應用在樓宇自動化、家庭自動化、保安系統(tǒng)、辦公設備、交通運輸、工業(yè)過程控制等行業(yè)。?
現(xiàn)場總線技術是實現(xiàn)現(xiàn)場級控制設備數(shù)字化通信的一種工業(yè)現(xiàn)場層網(wǎng)絡通信技術;是一次工業(yè)現(xiàn)場級設備通信的數(shù)字化革命。