人物在工业以太网与现场总线技术的应用中详细解释CAN协议帧格式

  • 天文科普
  • 2024年12月19日
  • 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基础。其中,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

人物在工业以太网与现场总线技术的应用中详细解释CAN协议帧格式

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基础。其中,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,同时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,这些测量仪表具有高性能、高分辨率以及抗干扰能力强。它们还能提供状态信息,使得处理过程更加灵活。此外,还可以诊断设备自身及过程信息管理信息等。

客户机/服务器模式目前是较为流行的网络计算服务模式,其中服务器作为数据源(提供者),客户机则作为数据使用者,它们从服务器获取数据并进一步处理。这一模式使得大量相关数据和应用程序能够有组织地存储实现共享交叉访问,有高度独立性。

操作于PC机或工作站上的客户机与运行于小型机或大型机上的服务器共同完成任务。此外,由于工业环境对参数变化敏感且操作与控制要求实时性高,因此形成了一个可以互访操作分布关系及实时性的数据系统。

当前世界上存在约四十种现场总线,每种都用于不同领域,如过程自动化医药制造交通运输国防航天农业楼宇等。现有的工业总线网络HART网络FieldBUS/MODBUS是现在流行的一种工业组网方式,其特点是实施简单方便,而且支持RS485的仪表很多,现在也纷纷转而支持RS485/MODBUS,因为价格便宜且种类繁多至少在低端市场上RS485/MODBUS仍将最主要的工业组网方式。

HART网络由艾默生提出,是一种超标志度协议,但未真正开放加入基金会才能拿到协议国内也有公司正在做但还没有达到国外公司水平现在很多智能仪表带有[HART圆卡]支持HART通讯功能但从国内情况来看还没有真正用到这部分功能来进行设备联网监控最多只是利用手操器对其进行参数设定从长远来看由于HART通信速率低组网困难等原因HART仪表应用将呈下滑趋势。

FieldBus现场总线:它是一种当今自动化领域热点技术,被誉为自动化领域计算机局域网出现标志着自控系统朝着“智能化数字化信息化网络分散”方向迈进形成新型全分布式控制系统FCS(Fieldbus Control System)然而至今尚未形成统一标准ProfiBusCANbusCC-Link各有生存空间何时统一遥遥无期目前支持现场总线数量少可供选择余地小价格偏高用量也较小

在Industrial Ethernet中,以太网传输延迟瞬间错误丢包顺序不一致都会破坏传统控制确定性分析综合复杂影响性能

Industrial Ethernet 是指与商业以太网兼容但满足生产环境需求设计产品气候适应性耐腐蚀防尘防水要求机械环境适应性电磁兼容EMC供应24V直流电源安装方便标准导轨安装 industrial network devices must be able to withstand the harsh conditions of the production environment, including high temperatures, humidity, and corrosive gases. They must also have good mechanical and electromagnetic compatibility (EMC) to ensure reliable operation in a variety of environments.

DA is a completely built on Ethernet basis industrial Ethernet specification that combines a real-time Web-based distributed automation environment with a centralized security architecture. The goal is to establish a TCP/IP-based decentralized automation solution.

The data link layer uses transmission protocols designed to reduce processing time for communication stacks, thereby significantly reducing network refresh times to 5-10 ms. Real-time channels can perform cyclic transmission as well as non-cyclic (event-triggered process data modification, operation command issuance) transmission. Additionally, it includes network management and WEB functionality as well as direct integration with I/O devices.

FF(Foundation Fieldbus Foundation) adopts high-speed Ethernet development FCS system control level above communication networks main backbone H1 fieldbus control level below still use H1 fieldbus forming information integration open architecture HSE follow standard Ethernet specifications regulates 21 functional blocks for basic process control and advanced process control these standard functional blocks reside in connected field devices only by configuration linking provided by configurator for complex batch processing mixed control etc FF also specifies flexible functional blocks supporting data collection monitoring subsystem interfaces event sequencing multi-channel data acquisition can serve as interconnecting adapter between PLCs other protocols thus we can conclude that HSE industrial Ethernet provides various solutions for continuous process control industry discontinuous manufacturing batch controls MES ERP enterprise information management systems integration providing an industrial Ethernet protocol mature enough

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