人物与工业以太网现场总线技术及CAN总线通信原理的深入探究
在工业自动化领域,技术、通信技术和IT技术的融合为现场总线技术和工业以太网技术的发展奠定了坚实基础。工业以太网尤其是其广泛应用,为自动化带来了深远的变革。
现场总线式应用主要用于生产现场中的智能设备与自动化测量控制系统之间的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。软件是系统重要组成部分,包括组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。通过组态软件连接功能块,并设置参数进行网络配置。在运行过程中,系统实时采集数据并进行处理,优化控制及逻辑控制报警监视显示报表等。
由于采用数字信号,测量仪表具有高性能、高分辨率且抗干扰能力强。此外,它们还能提供设备自身及过程诊断信息管理信息以及运行状态信息,如智能仪表制造商提供的制造信息。
客户机/服务器模式是目前流行的网络计算机服务模式,其中服务器作为数据源(提供者),客户机则作为数据使用者,从服务器获取数据并进一步处理。这种模式支持组织动态存储大量数据与应用程序实现共享交叉访问,有高度独立性。
服务器操作系统包括Lenix OS/2 Windows NT等,而应用程序数据库通信协议网络管理协议等也是必需之物。在工控领域存在四十余种现场总线,其中HART FieldBUS MODBUS为流行的一种工业组网方式,其特点是在实施简单方便同时支持RS485/MODBUS多种接口类型,在低端市场上将持续领先。
HART网络由艾默生提出,但该协议未真正开放加入基金会才能获得,对于国外几家大公司来说更是如此国内公司尚未达到国外水平。而FieldBus虽然在国际上被誉为自动化领域计算机局域网,但国内使用程度有限,由于通信速率低难度较大因此未来可能呈下滑趋势。
世界各地都有自己的标准ProfiBus CANbus CC-Link等多种标准并存,而且每个都有自己生存空间何时统一遥遥无期当前支持现场总线数量少价格偏高用量小而且现在就已经形成了一些常见的问题如数据包传输延迟瞬时错误丢失顺序不一致这些都会破坏确定性使得分析综合变得复杂影响性能。
相比之下工业以太网是一种兼容但满足工业环境需要的地方它具备气候适应性耐腐蚀防尘防水机械环境适应性电磁兼容性可靠供电安装方便而且符合TCP/IP标准即将成为分布式自动化解决方案DA建立在以太网基础上的规范旨在减小通信栈所需时间缩短刷新时间确保5~10MS级别实时通道除了循环传输还能完成非循环传输结合WEB功能直接集成I/O设备美国FF开发FCS高速以太网主干网构建开放体系结构HSE遵循标准规范规定21块功能块供基本过程控制先进过程控制使用柔性功能块支持复杂批处理混合控制MES ERP集成提供各种解决方案