工业以太网与现场总线技术详解人物场景中的应用实例
技术的飞速发展已经深刻影响了工控领域,其中工业以太网与现场总线技术的应用尤为显著。工业以太网作为一种结合了商用以太网和工业环境要求的网络技术,已成为自动化系统中不可或缺的一部分。
在生产现场,现场总线式通信网络通过数字式、双向传输和多分支结构连接智能设备和自动化测量控制系统。这些网络的软件是其核心组成部分,包括组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。通过选择合适的组态软件,我们可以完成功能块之间的连接,并设置参数来进行网络组态。在运行过程中,这些系统实时采集数据,对数据进行处理并执行优化控制及逻辑控制,同时提供报警、监视显示以及生成报表。
现场总线技术的一个重要特点是能够实现高性能多变量测量,使得仪表不仅具有计算能力,还能提供高分辨率、高准确性,以及抗干扰和抗畸变能力。此外,它们还能够提供设备状态信息,便于对处理过程进行调整。
客户机/服务器模式是目前最流行的网络计算机服务模式,其中服务器代表数据源,而客户机则表示数据使用者。这一模式允许服务器存储大量有关数据与应用程序,并实现充分共享交叉访问,有着高度独立性。在工业环境中,由于参数不断变化且操作与控制要求实时性很高,因此形成了一个互访操作分布关系及实时性的数据系统。
服务器操作软件通常包括Lenix、os/2、windowNT等,而应用软件数据库通信协议以及网络管理协议也是必需之项。目前世界上存在约四十种不同类型的现场总线,每种都有自己的应用领域,如过程自动化医药加工制造交通运输国防航天农业楼宇等领域。
HART(Highway Addressable Remote Transducer)是一种利用毫安电流信号上的数字信号进行通信,但该协议未真正开放加入基金会需要一定费用,而且国内尚未达到国外公司水平。虽然很多智能仪表支持HART通讯功能,但在实际应用中主要用于手操器对参数设定,最终将呈现下滑趋势。
FieldBus(现场总线)是一个全新的自动化时代标志,它使传统控制系统结构发生重大改变,推动自控系统向“智能化、数字化、信息化”方向发展。不过,到目前为止仍未形成统一标准,一些如ProfiBus CANbus CC-Link等各有生存空间而没有统一规范何时出现也难说。而支持FieldBus接口数量较少价格偏高导致市场占比小。
工业以太网因其兼容商用以太网但满足工业需求而备受认可,是继现场总林之后又一个发展前景广阔的一种工业通信解决方案。在设计产品时需考虑气候环境适应性耐腐蚀防尘防水机械环境适应性电磁兼容性标准导轨安装方便易更换低压直流供电等特殊要求,以满足各种复杂场景下的需求。DA(Distributed Automation)基于TCP/IP建立,在WEB基础上构建分布式安全体系架构,其目标是在5~10MS内完成刷新时间保证实时性能。此外还有FF(Foundation Fieldbus)采用高速以太网开发FCS(Factory Communication System)主干网结合H1现场总线构成开放体系结构,为连续过程控制和断续制造业提供灵活解决方案。