现场总线技术的特点和应用
发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:428
摘 要 现场总线技术是一种先进的现场工业控制技术,它具有现场通信功能、现场设备互连、良好的互操作性、分散的功能模块、开放式互连网络等特点，为真正的“分散式控制，集中式管理”提供了技术保证。文中介绍了基金会总线、can控制网络、lonworks总线、profibus总线标准、controlnet总线标准等特点与应用。
关键词 现场总线技术 协议 网络 应用
现场总线技术是在80年代后期发展起来的一种先进的现场工业控制技术。它集数字通信、智能仪表、微机技术、网络技术于一身，从根本上突破了传统的“点对点”式的模拟信号或数字－模拟信号控制的局限性，为真正的“分散式控制，集中式管理”提供了技术保证。传统的过程控制系统中，设备与控制器之间总要通过点对点的物理连接，以及标准模拟信号传递信息。这样不仅投资大，而且具有控制精度低、抗干扰能力差、信号传输距离短、信息无法共享等缺点。80年代中期发展起来的dcs集散式控制系统虽然解决了点对点控制的诸多弊端，但其采用的i/o控制站模块又带来了组态不灵活、数据无法分级共享等弊端。相比之下，现场总线技术能很好的克服这些不利因素。它具有现场通信功能、现场设备互连、良好的互操作性 、分散的功能模块、开放式互连网络等特点，不仅可以保证目前工业控制对数字通信的要求，而且使它与intranet或internet 互连构成多层次的复杂网络成为可能。
1 现场总线的特点
现场总线通讯协议的结构是根据国际标准化组织提供的iso/osi模型来制定的。标准iso/osi模型有七层框架，但根据工业控制的特点，多数数据总线协议都是采用了其中的物理层、通信层和应用层。这样可以保证实时通信，并在此基础上已经发展起来了ff、can、profibus、lonworks、controlnet等总线协议。
1.1 基金会总线
基金会总线(foundation fieldbus)简称ff，是国际上几家现场总线经过激烈竞争后形成的一种现场总线，由现场总线基金会推出，不同于私有网络协议，ff总线是唯一不属于任何企业或国家的。ff的体系结构是参照iso/osi模型的物理层、数据链路层和应用层建立起来的，另外增加了用户层。由于ff遵守iec协议规划，加之ff技术上的优势和有众多支持者，ff总线有望成为将来的主要标准。ff提供两种物理层标准：h1和h2。h1为用于过程控制的低速总线，传输速率为31.25kbit/s,传输距离为200m,450m，1200m、1900m四种。h1总线支持本质安全设备和非本质安全非总线设备；h2为制造自动化的高速总线，传输速率有1mbit/s和2.5mbit/s。其特点与优势在于，设备互操作性、改善的过程数据、更早的预测维护、可靠的安全性。ff总线作为一种比较新的总线，其发展势头迅猛，受到越来越多厂商的密切关注。
1.2 can控制网络
can (control area network)控制局域网，是由德国bosch汽车公司在1983～1985年推出的。其最初设计目的是为汽车和控制的车间级设备提供数据通路，而后由于intel公司的加入，使得can在技术上更加成熟。can具有可靠性强、支
摘 要 现场总线技术是一种先进的现场工业控制技术,它具有现场通信功能、现场设备互连、良好的互操作性、分散的功能模块、开放式互连网络等特点，为真正的“分散式控制，集中式管理”提供了技术保证。文中介绍了基金会总线、can控制网络、lonworks总线、profibus总线标准、controlnet总线标准等特点与应用。
关键词 现场总线技术 协议 网络 应用
现场总线技术是在80年代后期发展起来的一种先进的现场工业控制技术。它集数字通信、智能仪表、微机技术、网络技术于一身，从根本上突破了传统的“点对点”式的模拟信号或数字－模拟信号控制的局限性，为真正的“分散式控制，集中式管理”提供了技术保证。传统的过程控制系统中，设备与控制器之间总要通过点对点的物理连接，以及标准模拟信号传递信息。这样不仅投资大，而且具有控制精度低、抗干扰能力差、信号传输距离短、信息无法共享等缺点。80年代中期发展起来的dcs集散式控制系统虽然解决了点对点控制的诸多弊端，但其采用的i/o控制站模块又带来了组态不灵活、数据无法分级共享等弊端。相比之下，现场总线技术能很好的克服这些不利因素。它具有现场通信功能、现场设备互连、良好的互操作性 、分散的功能模块、开放式互连网络等特点，不仅可以保证目前工业控制对数字通信的要求，而且使它与intranet或internet 互连构成多层次的复杂网络成为可能。
1 现场总线的特点
现场总线通讯协议的结构是根据国际标准化组织提供的iso/osi模型来制定的。标准iso/osi模型有七层框架，但根据工业控制的特点，多数数据总线协议都是采用了其中的物理层、通信层和应用层。这样可以保证实时通信，并在此基础上已经发展起来了ff、can、profibus、lonworks、controlnet等总线协议。
1.1 基金会总线
基金会总线(foundation fieldbus)简称ff，是国际上几家现场总线经过激烈竞争后形成的一种现场总线，由现场总线基金会推出，不同于私有网络协议，ff总线是唯一不属于任何企业或国家的。ff的体系结构是参照iso/osi模型的物理层、数据链路层和应用层建立起来的，另外增加了用户层。由于ff遵守iec协议规划，加之ff技术上的优势和有众多支持者，ff总线有望成为将来的主要标准。ff提供两种物理层标准：h1和h2。h1为用于过程控制的低速总线，传输速率为31.25kbit/s,传输距离为200m,450m，1200m、1900m四种。h1总线支持本质安全设备和非本质安全非总线设备；h2为制造自动化的高速总线，传输速率有1mbit/s和2.5mbit/s。其特点与优势在于，设备互操作性、改善的过程数据、更早的预测维护、可靠的安全性。ff总线作为一种比较新的总线，其发展势头迅猛，受到越来越多厂商的密切关注。
1.2 can控制网络
can (control area network)控制局域网，是由德国bosch汽车公司在1983～1985年推出的。其最初设计目的是为汽车和控制的车间级设备提供数据通路，而后由于intel公司的加入，使得can在技术上更加成熟。can具有可靠性强、支
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