部分现场总线的分类及特点

时间:2016年05月11日

1 . CAN 。 最初由 Robert Bosch 设计,以提供车辆内电子面板控制单元( Electronic Control Units, ECUs )的串行通信。其特点为实时、高传输可靠性和数据安全性, CAN 产品广泛、成本低,从而超出汽车工业应用至工业自动化领域,如移动机床。 CAN 面向消息,多主、广播协议,被 ISO11898 标准化为高速通信,(只定义了数据链路层和部分物理层)。 CAN 采用带非破坏性位判断的 CSMA 或冲突避免( CSMA/CA )以解决潜在的总线访问冲突,不丢失数据和带宽。识别符的长度(判断域)为 11 位标准 ID 和 29 位扩展 ID ( CAN Kingdom )。 (2)HART 。是为了满足过程控制应用中,在不中断 4-20mA 信号情况下,实现智能现场设备与主设备之间的双向数字通信,最初由 Rosemount 开发,得到了 HART 通信基金会( HCF )的支持。 HART 协议符合 OSI-RM 的 1 、 2 、 7 层。物理层使用基于 FSK 技术的 Bell 202 。 HART 可以点对点模式运行在已有的 4-20mA 信号线上,过程值以模拟方式传送, HART 用来组态和测试;或者通过双绞线以多点组态模式运行,满足本安要求时,单个电源最多可远程供电 15 台设备;如果本地供电,可连接更多数量的设备。
2 . LonWorks Lonworks 是对等控制网络,适用于分散控制和楼宇自动化中连接智能设备,由美国 Echelon 公司开发。 LonWorks 提供多种传输介质,柔性拓扑结构,传输速率可达 2.5Mbps 。介质访问分散争用。应用层提供 4 类 36 种服务,更新网络变量(隐式报文)和显式报文。变量类型为预定义类型或 C 语言定义。报文的发送为点对点或多点方式,带或不带确认。
3 . Modbus Plus Modbus Plus 是为工业控制应用(如过程控制和监控信息传递)设计的局域网,由 AEG Modicon 开发。网络总线采用单 / 双电缆布局,可连接至多 64 个可寻址节点, 1Mbps 传输速率。信息格式为 HDLC ,介质访问采用令牌方式。
4 . Profibus: PROcess Field BUS Profibus 由 Siemens 领导开发,共有 3 种版本: ·Profibus-FMS ( Fieldbus Message Specification ):针对单元控制,主要是为了解决控制器与智能现场设备之间的大容量信息的传送。采用令牌与主从方式相结合的办法,实现总线访问控制。 FMS 包括两个基本组件: FMS , MMS 子集,在面向对象、 client/server 体系结构下提供服务给用户应用,其重要特性为虚拟现场设备( Virtual Field Device, VFD )和低层接口( Lower Layer Interface, LLI ),使应用功能适应数据链路层的众多特性。 FMS 有 39 种服务,包括环境管理、变量访问、域管理、程序调用管理、事件管理、虚拟现场设备支持、对象字典( Object Dictionary, OD )管理等。不支持实时服务,规约在用户层定义。是 MiniMAP 的有力竞争者。 ·Profibus-DP ( Decentralised Peripherals ):针对自动化系统中的实时循环 I/O 通信。省略了 OSI 模型的第 7 层,通过直接数据连结映像器直接将用户接口连结到第 2 层。 ·Profibus-PA ( Process Automation ):面向过程控制应用。物理层满足 IEC 1158-2 本安传送标准, “ 电压模式, 31.25kbps,或 RS485 ;数据链路层为 DIN 19245 的功能集合;应用层与 Profibus-FMS 相同。仪表 A 和 B 的规约在用户层定义,已确保设备的可互操作性和互换性。 FMS 和 DP 主要服务于离散制造应用,使用 RS485 接口。实际上,可在同一系统甚至同一设备中同时使用 FMS 和 DP 。不同功能和 10 种传输速率( 9.6kbps~12Mbps )的芯片和开发工具可选。 Profibus 是一个从现场到单元层的系统方案,在 Siemens 的极力推荐下,已被工业界广泛接受,安装数量很多。
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