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現(xiàn)場總線標準
IEc 61]58現(xiàn)場總線標準包含8種類型現(xiàn)場總線,分別為
類型1 IEc技術(shù)報告(即FFHl),;
類型2 contr01 Net(美國R0ckwel】公司支持),;
類型3 Pr。fibus(德國siemens公司支持),;
類型4 P Net(丹麥Process Data公司支持),;
類型5 FF HsE(即原FF H2,美國Fkher Rosemnl】nt公司支持)
類型6 swift Net(美國波音公司支持),;
類型7 world F|p(法國A1stom公司支持),;
類型8 Interbus(德國Phoenix c,。ntact公司支持)。
(1)類型1現(xiàn)場總線FF類型1現(xiàn)場總線是專門為過程自動化而設計的,,基金會現(xiàn)場總線FF是它的一個子集,。它參照Iso/OsI參考模型,采用了其中的物理層,、數(shù)據(jù)鏈路層和應用層,,再加上用戶層,形成4層結(jié)構(gòu),。其特點是:在應用層上面增加了一個內(nèi)容廣泛的用戶層,,這在其他總線是沒有的,。它由兩個部分組成,,即功能塊和設備描述語言。功能塊將控制功能進行了標準封裝,,如模擬輸入,、模擬輸出、PID控制等,,可根據(jù)需要內(nèi)置于現(xiàn)場設備中,,以實現(xiàn)所希望的功能。設備描述以設備描述語言寫成,,用以描述設備通信所需的所有信息,,并由設備供應商提供。一旦設備描述上載到主機系統(tǒng)后,,系統(tǒng)及其他設備就能識別出該設備的所有性能,。由于有了用戶層,就可以充分實現(xiàn)設備的互操作性,。
(2)類型2 controj Net現(xiàn)場總線 contr01 Netzui早由Rockwell公司于1995年10月提出,,是一種用于對信息傳遞時間有苛刻要求、高速確定性的網(wǎng)絡,,同時它允許傳送時間苛求的報文數(shù)據(jù),。
C0ntrol Net采用一種新的通信模式,即以生產(chǎn)者/客戶(Producer/consumer)模式取代傳統(tǒng)的源/目的模式,。它允許網(wǎng)絡上的所有節(jié)點同時從單個數(shù)據(jù)源存取相同的數(shù)據(jù),。這種模式zui主要的特點增強了系統(tǒng)的功能,提高了效率,,實現(xiàn)的同步,。
(3)類型3 Profihus現(xiàn)場總線Pro{ibus協(xié)議得到Profibus用戶組織PNO的支持,確3種兼容類型,,即Profiubs—FMS,、Profibus DP和Profibus—PA,。這3種類型均使用單一的總線訪問協(xié)議,通過ISO/OSI通信模型的第二層實現(xiàn),,包括數(shù)據(jù)的可靠性以及傳輸協(xié)議翟報文的處理,。其中FMS主要用于工廠、樓宇自動化中的單元級,;DP主要用在樓宇自動化,;,實現(xiàn)自控系統(tǒng)和分散式外部設備I/O及智能現(xiàn)場儀表之間的高速數(shù)據(jù)通信,;PA則用于過程控制,。DP和FMS用RS486傳輸,屬于高速部分,,傳送速率在9·6 K“p,。和’。lM!,。:寺間,;PA則采用IEC 61158 2,傳輸速率為31.25 Kbps,,屬于低速部分,。Profibus支持主從模式、純主站模式,、多主多從模式等,,主站對總線有控制權(quán),可主動發(fā)信息,。對多主站孽式,,在主站之間按令牌傳遞決定對總線的控制權(quán),主要應用于啤酒,、食品,、農(nóng)業(yè)。它可以帶多網(wǎng)絡和多端VI,,允許在幾個總線區(qū)直接尋址,,是一種多網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。該總線ISO/OSI參考模型的1,、2,、3、4和7層,,并利用信道結(jié)構(gòu)定義用戶層,。通信采用虛擬令牌傳遞方式,總線訪問權(quán)通過虛擬令牌在主站之間循環(huán)傳遞,,即通過主站中的訪問周期計數(shù)器,,確定令牌的持有者和持有令牌的時間,。
f51類型5 HSE現(xiàn)場總線即為IEC定義的H2總線,由基金會現(xiàn)場總線FF組織負青開靠.并于2000年3月正式公布,。該總線使用框架式以太網(wǎng)技術(shù),,傳輸速率從100Mbp。到lGbp,?;蚋摺SE*支持類型1現(xiàn)場總線的各項功能,,如功能塊和設備描述等,,并允許基于以太網(wǎng)的裝置通過一種連接器與H1設備連接。HSE總線成功地采用csMA/cD鏈路控制協(xié)議和TCP/IP傳輸協(xié)議,,并使用了高速以太網(wǎng)IEEE802·3u標準的技術(shù),。
(6)類型6 swift Net現(xiàn)場總線 Swift Net是美國SHIP STAR公司應波音公司的要求制定的,主要用于航天等領域,。該總線是一種結(jié)構(gòu)簡單,、實時性高的總線,協(xié)議僅包括物理層和數(shù)據(jù)鏈路層,,在協(xié)議中沒有定義應用層。
物理層傳輸速率為5Mbps,,總線使用TDMA多種存儲方式,,提供高速、低抖動同步通道和按要求的通道,。通道適用于自動狀態(tài)數(shù)據(jù)的分配或交換,;按要求的通道則適用于非調(diào)度報文。
(7)類型7 world FIP現(xiàn)場總線1994年6月,,World FIP北美部分與ISP合并成為FF以后,,wold FIP的歐洲部分仍保持獨立,總部設在法國,。World FIP是一種用于自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡協(xié)議,,采用3層通信結(jié)構(gòu):物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應用層,。
world FIP由一個集中化的鏈路活動調(diào)度器保證通信的確定性,。它具有單一的總線,可用于過程控制及離散控制,,而且沒有任何網(wǎng)橋或網(wǎng)關,,低辣與高速部分的銜接用軟件的辦法來解決。 ,、
f81類型8 Interhlls Interbus于1984年推出,,其主要技術(shù)是一種串行總線系統(tǒng),,適用于分散輸入/輸出,以及不同類型控制系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)尊輸,。協(xié)議包括物理層,、數(shù)據(jù)鏈路層和應用層。Interbus總線網(wǎng)絡可構(gòu)成主/從式,,傳輸速率為500Kbps,,采用RS485標準,它的數(shù)據(jù)鏈路層采用整體幀循環(huán)和非循環(huán)數(shù)據(jù),。應用層服務只對主站有效,,用于實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)交換、VFD支持,、變量訪問,、程序調(diào)用等幾個相關的服務。Interbus總線對單主機的遠程Vo具有良好的診斷能力,。