現(xiàn)場總線的分類及發(fā)展趨勢分析的論文

　　1基金會現(xiàn)場總線(Foundation Field bus簡稱FF)

　　基金會現(xiàn)場總線的主要組織研發(fā)者是現(xiàn)場總線基金會，該技術(shù)在后來的發(fā)展中，已被列入1EC61158標(biāo)準(zhǔn)。這樣就可以實(shí)現(xiàn)更好的銜接自動(dòng)化系統(tǒng)，基金會現(xiàn)場總線系統(tǒng)在研發(fā)設(shè)計(jì)過程中，主要是考慮了自動(dòng)化系統(tǒng)在功能、環(huán)境與技術(shù)方面的需要。FF在實(shí)際應(yīng)用過程中，能夠在流程化的工業(yè)施工現(xiàn)場發(fā)揮更大的作用，并且具有良好的安全防爆功能。從實(shí)際情況來看，這種總線系統(tǒng)應(yīng)用前景還算不錯(cuò)，其主要應(yīng)用是在過程自動(dòng)化領(lǐng)域。它使用的是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織IS 0的開放化系統(tǒng)互聯(lián)OS工的簡化模型(1,2,7層)，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層，除此之外，這種系統(tǒng)還增加了用戶層。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系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

　　2 CAN (控制器局域網(wǎng))

　　CAN就是通常所說控制器局域網(wǎng)，從目前來看，在國際范圍內(nèi)，CAN總線有著很大的應(yīng)用市場。在剛開始時(shí)，AN總線技術(shù)主要是應(yīng)用在汽車環(huán)境中的微控制器通信中，通過這項(xiàng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)車載各電子控制裝置ECU之間的信息交換，這樣，就可以很好的實(shí)現(xiàn)汽車電子的網(wǎng)絡(luò)化控制，提高汽車內(nèi)部的控制效率。CAN最早出現(xiàn)在德國，它是由BO SCH公司開發(fā)出來的，其主要應(yīng)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(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉，在實(shí)際傳輸過程中，速度較快。

　　3 Lon works

　　Lon works是由美國Ehen公司開發(fā)設(shè)計(jì)的，在后來的發(fā)展中，Motorola公司共同倡導(dǎo)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(jù)不同的情況使用雙絞線、同軸電纜、光纜和紅外線等。LonwoxKs的直接通信距離能夠達(dá)到2700m (78Kb跳)，在該技術(shù)領(lǐng)域，還被稱作被通用控制網(wǎng)絡(luò)。

　　4 Device Net

　　Device Net的使用成本較低，其網(wǎng)絡(luò)解決方案也非常簡單，并且網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)是開放的。Device et在實(shí)際使用過程中，可以實(shí)現(xiàn)直接互聯(lián)，這樣就可以在很大程度上改善設(shè)備之間的通信，同時(shí)又能夠?yàn)槠涮峁┍匾�的設(shè)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(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。由PROFIBUS-DP,PROFIBUS-FM S,PROFIBUS-PA系列組成。該種系統(tǒng)，在實(shí)際使用過程中，性能優(yōu)異，得到了很多用戶的認(rèn)可。該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中，主要包含如下幾個(gè)層次:①現(xiàn)場設(shè)備層。該層的主要功能是連接作業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備，常用的有分散式功、傳感器、驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、開關(guān)設(shè)備等。通過這些設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備控制及其設(shè)備之間連鎖控制。該層的主站的功能是管理總線通信，以及其所有從站的通信。總線上把該系統(tǒng)流程上其他設(shè)備的相關(guān)生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行存儲，在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，由主站來控制和執(zhí)行。②車間監(jiān)控層。通過車間級監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)車間中生產(chǎn)設(shè)備的相互連接，具體來說，就是把車間里的不同的生產(chǎn)線，連接到主控器，這就可以實(shí)現(xiàn)車間級的設(shè)備監(jiān)控。③工廠管理層。通過使用集線器，車間的操作員能夠?qū)崿F(xiàn)與車間辦公管理網(wǎng)的連接，然后可以把車間的相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)送到車間管理層。這樣就可以使得工廠的管理層，實(shí)現(xiàn)對車間生產(chǎn)情況的及時(shí)掌握。

　　6 HART

　　HART，它是由Rose out公司設(shè)計(jì)研發(fā)的，其主要特點(diǎn)是在現(xiàn)有模擬信號傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號通信，從技術(shù)上來看，該種系統(tǒng)是模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的過渡產(chǎn)品。它的通信模型共有三層，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層三層，能夠支持點(diǎn)對點(diǎn)主從應(yīng)答方式和多點(diǎn)廣播方式。

　　7 World FIP

　　該總線系統(tǒng)源于1987年3月成立的World FlP協(xié)會，其中主要是以法國CEGELEC ,SCHNE}ER等公司設(shè)計(jì)研發(fā)的FlP(工廠儀表協(xié)議)現(xiàn)場總線系列產(chǎn)品為主。該協(xié)會一共有100多個(gè)成員，總體上來看，這些產(chǎn)品在法國市場占據(jù)著大多數(shù)份額，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，已經(jīng)超過了60%，而在歐洲的市場份額大概在25%左右。該總線系統(tǒng)的主要產(chǎn)品，應(yīng)用在發(fā)電與輸配電、加工自動(dòng)化、鐵路運(yùn)輸、地鐵和過程自動(dòng)化等領(lǐng)域。

　　除了上述提到的幾種現(xiàn)場總線技術(shù)之外，還有其他一些比較出名的總線系統(tǒng)，比如丹麥公司Process-Data啟設(shè)計(jì)開發(fā)的P-Net，這種技術(shù)的應(yīng)用范圍主要是農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、食品等行業(yè)。

　　通過上面的論述，可以總結(jié)出現(xiàn)場總線所具備的特點(diǎn)，具體說來，其特點(diǎn)可以總結(jié)為如下幾個(gè)方面:第一，控制設(shè)備并不單單只發(fā)揮設(shè)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(xiàn)對工廠底層網(wǎng)絡(luò)的控制。第二，總線系統(tǒng)在使用過程中，其通信標(biāo)準(zhǔn)是統(tǒng)一、開放的，這樣就使得系統(tǒng)的使用更加方便和靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)相互交換操作和及時(shí)切換。第三，相同功能之間的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)互換，這是因?yàn)榭偩�系統(tǒng)的功能塊與結(jié)構(gòu)具有規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)，這樣就可以將控制功能下放到現(xiàn)場。

　　現(xiàn)場總線的優(yōu)點(diǎn)可以總結(jié)為如下:使得自控設(shè)備與系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)通信，這樣就可以在很大程度上提高其應(yīng)用范圍。在使用過程中，一對雙絞線能夠?qū)崿F(xiàn)掛載多個(gè)控制設(shè)備，這就會降低不少安裝成本，并且能夠減少后期的維護(hù)支出。通過使用該種技術(shù)，還可以提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，能夠?yàn)橛脩籼峁└�加靈活和自由的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)。

　　8國內(nèi)技術(shù)發(fā)展情況

　　從現(xiàn)階段來看，在國內(nèi)市場上現(xiàn)場總線系統(tǒng)的技術(shù)較多，不同類型技術(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(yīng)用工程領(lǐng)域。一些有實(shí)力的企業(yè)已經(jīng)設(shè)計(jì)研發(fā)出自己的總線控制系統(tǒng)產(chǎn)品，并且在不斷拓展市場，總的來說，各行各業(yè)的總線控制技術(shù)發(fā)展迅速，隨著我國工業(yè)信息化的不斷升級，未來現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用市場會不斷擴(kuò)大，并且其技術(shù)的發(fā)展，也在向國際化標(biāo)準(zhǔn)靠攏，技術(shù)水平也在逐步得到提升。

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