广泛、节省成本等优点。其不仅解决了工业现场配线复杂的问题,同时具有优异的抗噪性能和兼容性。CC-Link是一个以设备层为主的网络,同时也可覆盖较高层次的控制层和较低层次的传感层。2005年7月CC-Link被中国国家标准委员会批准为中国国家标准指导性技术文件。 8WorldFIP
WorkdFIP的北美部分与ISP合并为FF以后,WorldFIP的欧洲部分仍保持独立,总部设在法国。其在欧洲市场占有重要地位,特别是在法国占有率大约为60%。WorldFIP的特点是具有单一的总线结构来适用不同的应用领域的需求,而且没有任何网关或网桥,用软件的办法来解决高速和低速的衔接。WorldFIP与FFHSE可以实现“透明联接”,并对FF的H1进行了技术拓展,如速率等。在与IEC61158第一类型的连接方面,WorldFIP做得最好,走在世界前列。 INTERBUS
INTERBUS是德国Phoenix公司推出的较早的现场总线,2000年2月成为国际标准IEC61158。INTERBUS采用国际标准化组织ISO的开放化系统互联OSI的简化模型(1,2,7层),即物理层、数据链路层、应用层,具有强大的可靠性、可诊断性和易维护性。其采用集总帧型的数据环通信,具有低速度、高效率的特点,并严格保证了数据传输的同步性和周期性;该总线的实时性、抗干扰性和可维护性也非常出色。INTERBUS广泛地应用到汽车、烟草、仓储、造纸、包装、食品等工业,成为国际现场总线的领先者。
此外较有影响的现场总线还有丹麦公司Process-Data A/S 提出的P-Net,该总线主要应用于农业、林业、水利、食品等行业;SwiftNet现场总线主要使用在航空航天等领域,还有一些其他的现场总线这里就不再赘述了。
二.现场总线技术(FCS)发展
1.1 FCS的早期发展
早期把现场总线又称为工业电话线,通过连线在测控设备之间传递数据信息,把传感器、按钮、执行机构等连接到控制器、或PLC或工业计算机上。通过相互通信共同执行测量控制任务。
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总线上的数据输入设备包括按钮、传感器、接触器、变送器、阀门等,传输其位置状态、参数值等数据
总线上的输出数据用于驱动信号灯、接触器、开关、阀门等
现场总线技术始发于二十世纪八十年代,但对该项技术的开发之热是近年之举 早期的现场总线技术
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与PLC同时出现的、Culter-Hammer推出的Directrol General Electric的Genius I/O Phoenix的Interbus-S, TURCK的Sensoplex
丹麦Process Data公司83年推出的P-Net;
德国Siemens公司84年推出的Profibus(Process Field bus的简称)
法国Alstom公司87年推出的 FIP(Factory Instrumentation Protocol)等都属于早期推出且至今仍有较大影响的总线技术
工业数据通信用以满足信息社会对基础设备与过程数据信息的需求
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数字地球、数字北京、数字?
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? 传递工农业生产过程、大气环境监测、各类交通、楼宇等系统中设备的数字化信息
总线将分散的有通信能力的测量控制设备作为网络节点,连接成能相互沟通信息,共同完成自控任务的控制网络
现场总线是自动化领域的通信、网络技术, 也被称之为工厂的底层网络(Infranet) 总线是构成自动化系统的纽带,网络所传输的是控制信息。 它是有别于计算机网络,电视、电话网络的另一类网络 特点:
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适应工业应用环境,
要求实时性强,可靠性高,安全性好。 多为短帧传送,
通信的传输速率相对较低。
欧洲、北美、亚洲的许多国家都投入巨额资金与人力进行研究开发已经形成了各式各样的企业、国家、地区、及国际现场总线标准 根据相关资料统计,已出现的现场总线一百多种,其中宣称为开放型总线的就有40多种 现场总线组织
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现场总线基金会(Fieldbus Foundation) LonMark协会, Profibus协会,
工业以太网协会IEA( Industrial Ethernet Association),
工业自动化开放网络联盟IAONA( Industrial Automation Open Network Alliance) Society of Automotive Engineers(SAE)
制定现场总线标准的国际标准化组织
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IEC ISO
1.2 FCS的近期发展
IEC/TC65负责测量和控制系统数据通信国际标准化工作的SC65C/WG6,是最先开始现场总线标准化工作的组织。
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它于1984年就开始着手总线标准的制定,致力于推出世界上单一的现场总线标准,也因此而历经坎坷,历经了16年的艰难历程,出现了波及全球的现场总线标准大战 IEC61158-2诞生于1993年,之后的标准制定就陷于混乱 2000年初宣布,IEC现场总线国际标准子集有八种:
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IEC 61158; ControlNet; Profibus; P-Net;
High Speed Ethernet;Newcomer SwiftNet; WorldFIP; Interbus-S
最早成为国际标准的是CAN,它属于ISO标准:ISO11898
IEC/17B为负责制定低压开关装置与控制装置用控制设备之间的接口标准的组织,已通过的IEC 62026国际标准包括。
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第2部分ASI
第3部分 DeviceNet;
第4部分智能分布式系统SDS(Smart Distributed System); 第5部分Seriplex
其它有实力、有发展前景的控制网络技术
工业以太网;LonWorks;Modbus;蓝牙、无线局域网;消费电子总线CEBus;光总线等; (过渡型总线HART)
现场总线控制网络是 信息技术发展在测控领域的延伸
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信息时代的技术发展对测控系统提出了数字化、网络化、信息化的要求,如数字地球、数字北京、企业的管理控制一体化等要求测量控制设备向网络提供多方面的数字信息。
现场总线作为现场控制网络技术,被视为公用数据网络在测控领域的延伸,它的兴起为自控技术本身的发展提供了新的机遇
现场总线使测控设备具备了数字计算和数字通信能力,提高了信号的测量、传输和控制精度,提高了系统与设备的功能、性能。
现场总线可采用多种介质(多种有线和无线方式)传送数字信号。在两根导线上可挂接多至几十个自控设备,能节省大量线缆、槽架、连接件。减少系统设计、安装、维护的工作量
现场总线形成真正分散在现场的完整控制系统,提高了控制系统运行的可靠性。丰富了控制设备的信息内容,提供了如阀门动作次数、故障诊断等信息。
为控制信息进入公用数据网络创造了条件,沟通了现场控制设备之间及其与更高控制管理层网络之间的联系,便于实现管控一体化
控制网络与数据网络的结合,便于实现信号的远程传送与异地远程自动控制。
全分布、网络集成式控制系统
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现场总线系统是企业的底层网络
企业网络的功能层次
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1.3 FCS的未来发展
1.注重系统的开放性 封闭、自成一体的系统定会消亡 2.注重应用系统设备间的互操作性 早期的总线技术多注重在通信协议上,而近年来其技术发展逐渐转向应用与用户层的相关规范,如设备描述、标准功能块等。
应用系统设备间的互连不只要完成数据通信,还要构成控制网络,形成测量控制应用系统,而应用与用户层规范与设备间的互可操作性直接相关。设备间的互操作依靠应用层协议
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CAN是封装在芯片中的通信协议; 485只是物理层的电气接口规范,
由它们构成控制网络还需借助另外的协议规范
数据信号的传输、数据理解
3.注重控制网络与公用数据网络的结合
HSE;Profinet;连接 modbus的透明工厂;第3代的Lonworks、FIP等, 各种控制网络都在向数据网络挂靠 4.注重使测控设备具备网络浏览功能
具有网络浏览功能的PLC;具有网络浏览功能的远程数据终端 借助通用浏览器工具得到专用设备的数据信息
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