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简单介绍几种常用的现场总线协议

发布时间:2015-03-23   

一、什么是现场总线

现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。它是一种工业数据总线,是自动化领域中底层数据通信网络。

简单说,现场总线就是以数字通信替代了传统4-20mA模拟信号及普通开关量信号的传输,是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。

现场总线的产生对工业的发展起着非常重要的作用,对国民经济的增长有着非常重要的影响。现场总线主要应用于石油、化工、电力、医药、冶金、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域。

二、如何理解现场总线

总线: 英文是 Bus ,我们理解为公共汽车.

顾名思义,英文用'BUS'来描述在计算机里边设计一个部件,用来在相关部件之间传送'地址Address','数据Data'和'控制Control',即后者是公共汽车的乘客.乘客如何上车,上车后在何位置,在车内站着坐着还是趴着,下车时走中门还是后门,...就是协议,总线协议就是就所有信号的电器特性和时序特性作出的约定:

1. 信号的产生者按照协议的约定产生信号,

2. 信号的需求者按照协议的约定判读,接受信号,

3. 信号的裁决者按照协议的约定判读,仲裁信号,

三、常用的现场总线协议有哪些

1、PROFIBUS,最快的总线,世界范围的标准。

PROFIBUS是在1987年,由德国科技部集中了13家公司和5家科研机构的力量,按照ISO/OSI参照模型制订的现场总线的德国国家标准。 最近,在欧洲通过投票,成为欧洲的标准EN50170。主要由拥有400多个公司成员的PROFIBUS用户组织(PNO)进行管理。

PROFIBUS由三部分组成,即PROFIBUS-FMS,PROFIBUS-DP及PROFIBUS-PA。其中,FMS 主要用于非控制信息的传输,PA主要用于过程自动化的信号采集及控制。PROFIBUS-DP是制造业自动化主要应用的协议内容,是满足用户快速通讯的最佳方案,每秒可传输12兆位。扫描1000个I/O点的时间少于1ms。

PROFIBUS是世界范围的标准,取得了很大的成功:至少1,000,000套设备投入运行,超过600家成员公司,超过1100种PROFIBUS产品。

2、Foundation Fieldbus 

高级过程控制现场总线 Foundation Fieldbus 针对过程自动化而设计,它是通过数字、串行、双向的通讯方法来连接现场装置的。Foundation Fieldbus通讯不是简单的数字4-20mA信号,而是使用复杂的通讯协议,它可连接能执行简单的闭环算法(如PID)的现场智能装置。一个通讯段可配置32个现场装置,通讯速度为每秒31.25kb,每段最大距离为1900米。

3、Modbus 

Modbus是由Modicon(现为施耐德电气公司的一个品牌)在1979年发明的,是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。

ModBus网络是一个工业通信系统,由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。其系统结构既包括硬件、亦包括软件。它可应用于各种数据采集和过程监控。

RTU英文全称 Remote Terminal Unit,中文全称为远程终端控制系统。

RTU具有的特点是:

1:通讯距离较长 

2:用于各种恶劣的工业现场 

2:模块结构化设计,便于扩展。

4:在具有遥信、遥测、遥控领域的水利,电力调度,市政调度等行业广泛使用。RTU 产品目前与无线设备,工业TCP/IP产品结合使用,正在发挥越来越大的作用。