探析現(xiàn)場總線技術(shù)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

      現(xiàn)場總線應(yīng)該根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場需求,結(jié)合現(xiàn)場總線特點(diǎn)和我國國情,從長遠(yuǎn)出發(fā)確定現(xiàn)場總線的發(fā)展戰(zhàn)略。隨著基于現(xiàn)場總線技術(shù)的全開放控制系統(tǒng)的誕生,將對(duì)傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)帶來革命。采用現(xiàn)場總線方式可以節(jié)省硬件數(shù)量與投資，可減少變送器的數(shù)量，不再需要單獨(dú)的控制器、計(jì)算單元等;節(jié)省安裝和維護(hù)費(fèi)用等。

 　　現(xiàn)場總線是指安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信、完成測量控制任務(wù)的數(shù)據(jù)總線。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)正逐漸把電氣控制和過程控制合并起來,實(shí)現(xiàn)真正意義的集中控制。
 
　　1.現(xiàn)場總線技術(shù)介紹
 
　　1.1PROFIBUS(Process Fieldbus)現(xiàn)場總線

　　以西門子公司為首的PROFIBUS現(xiàn)場總線協(xié)議滿足開放性總線系統(tǒng)的要求,構(gòu)成從傳感器/執(zhí)行器、現(xiàn)場級(jí)、單元級(jí)直至管理級(jí)的透明的通訊系統(tǒng)。PROFIBUS是一個(gè)家族。它有三個(gè)成員或三種類型,即-FMS,-DP和-PA，基本特點(diǎn)如下：
 
　　1)PROFIBUS-FMS(Fieldbus MessageSpecification現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范)。此部分是完成控制器和現(xiàn)場器件之間的通信以及控制器之間的信息交換，適應(yīng)于完成中等傳輸速度進(jìn)行較大數(shù)據(jù)交換的循環(huán)和非循環(huán)通訊任務(wù)。使用RS485時(shí)，通信速率為9.6k-500k波特，距離為1.6km-4.8km，最多可接122個(gè)節(jié)點(diǎn)，介質(zhì)可為雙絞線或光纜。
 
　　2)PROFIBUS-DP(Decentralized Pe—riphery分散型外圍設(shè)備)是一種優(yōu)化的通訊模塊，適用于自動(dòng)控制系統(tǒng)和外圍設(shè)備之間的通信，對(duì)時(shí)間要求苛刻的場合。RS-485雙絞線或光纜，為9.6K-12M波特,最大站數(shù)126。
 
　　3)PROFIBUS-PA(Process Automa—tion過程自動(dòng)化)，應(yīng)用于過程自動(dòng)化，用于對(duì)安全性要求高的場合及由總線供電的站點(diǎn)。通信速率為31.25kbps，最大距離為≤1.9km。
 
　　1.2LonWorks(Local Operating Networks)現(xiàn)場總線

　　LonWorks技術(shù)是美國Echelon公司1991年推出的一套標(biāo)準(zhǔn)，是一種開放分布式控制總線技術(shù)。目前采用LonWorks技術(shù)的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、建筑物自動(dòng)化等領(lǐng)域，相應(yīng)的LON(LocalOperating Networks)總線也成為但前最為流行的總線之一，基本特點(diǎn)如下：
 
　　1)LONWORKS協(xié)議遵循ISO/OSI參考模型，它提供了OSI所定義的全部7層服務(wù)，可以構(gòu)成總線型、星型、環(huán)型和混合型等典型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自由組合，可以通過網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)不同現(xiàn)場總線的互聯(lián)。
 
　　2)通信速率為78Kbps/2700m，1.25Mbps/130m，節(jié)點(diǎn)數(shù)32000個(gè)，傳輸介質(zhì)可為雙絞線，同軸電纜,光纖,電源線等。

　　1.3 CAN (Controller ATea Network) 總線

　　CAN總線最早由德國BOSCH公司推出，用于汽車內(nèi)不測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。廣泛應(yīng)用于離散控制領(lǐng)域,是目前唯一被批準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線，基本特點(diǎn)如下：