工业以太网与现场总线技术详解人物探索CAN通讯协议应用场景
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融合为自动化带来了革命性的变革。随着这些技术的普及,个人在日常工作中对通信协议尤其是CAN通讯协议有了更深入的理解。
在生产现场,现场总线式应用通过数字式、双向传输、多分支结构实现智能设备与自动化测量控制系统之间的高效通信网络。在软件方面,组态软件、维护软件、仿真软件和监控软件等都是控制系统不可或缺的一部分。选择合适的组态软件和人机接口(MMI)对于功能块间连接至关重要。此外,它还能实时采集数据进行处理和优化控制,同时提供逻辑报警和显示功能。
由于采用数字信号,现代测量仪表具有计算能力、高分辨率、高准确性以及抗干扰能力,这些特点使得它们在工业环境中的应用更加广泛。此外,它们还能够提供状态信息,对于调整处理过程至关重要。
客户机/服务器模式是目前流行的网络计算服务方式。服务器作为数据源,而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。这一模式运行于PC机或工作站上,而服务器通常运行于小型机或大型机上,以智能地利用资源完成任务。
当涉及到大量相关数据及其交叉访问时,这种组织方式极为有效。在不断变化参数的情况下,操作与控制要求高度实时性,因此形成了一个可以互访操作且具备实时性的分布式系统。服务器操作系统包括Lenix、os/2、windowNT等,而数据库管理系统支持各种通信协议和网络管理协议。
目前存在四十余种现场总线,每一种都用于不同的行业,如过程自动化医药领域加工制造交通运输国防航天农业楼宇等。HART网络是一种结合毫安电流信号与数字信号,但它并未真正开放,只有加入基金会才能获得该协议。而FieldBus则是一种连接仪表与控制室内装置数字化串行多站通信网络,其关键特征是支持双向多节点全数字化通信。
尽管HART技术被国外几家公司垄断,并且国内也有公司参与,但尚未达到国际水平。而FieldBus虽然成为国际上的热点技术之一,但标准尚未统一,ProfiBus CANbus CC-Link等各自拥有生存空间。但是在实际应用中,由于RS485转换接口便宜且种类繁多,它仍将是低端市场最主要的工业组网方式。
工业以太网不仅满足了IT行业最新成果,还扩展到了TCP/IP层面,使之适应工业环境。在DA(分布自动化)规范下,将基于WEB分布环境与集中安全体系结合,为分散自动化提供了一套基于TCP/IP解决方案。此外,还需考虑到刷新时间,以及非循环传输能力以及直接集成I/O设备等因素。
最后,在美国FF(现场总林基金会)推出了FCS(Flexible Control System)开发高速以太网主干网,同时保持H1现场总线对下级设备进行灵活链接,为复杂批处理混合控制提供柔性功能块,使得HSEIndustrial Ethernet为连续过程控制断续制造业所需连续实时控制提供了解决方案。