文档介绍：现场总线的 技术发展与应用动态
阳宪惠
清华大学自动化系
北京 100084
测控领域热点技术之一的现场总线
什么是现场总线:
应用在生产现场、在测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的开放型控制网络技术
现场总线是工业数据通信与控制网络技术的代名词,是测控领
域的通信与网络技术
工业数据通信系统:
在生产设备之间传递数字信息
工业数据通信是形成控制网络的基础和支撑条件,是控制网络
技术的重要组成部分
自控领域的局域网
企业的底层网络;网络集成式测量控制系统;
早期把现场总线又称为工业电话线,通过连线在测控设备之间传递数据信息,把传感器、按钮、执行机构等连接到控制器、或PLC或工业计算机上。通过相互通信共同执行测量控制任务。
总线上的数据输入设备包括按钮、传感器、接触器、变送器、阀门等,传输其位置状态、参数值等数据
总线上的输出数据用于驱动信号灯、接触器、开关、阀门等
工业数据通信用以满足信息社会对基础设备与过程数据信息的需求
数字地球、数字北京、数字…
传递工农业生产过程、大气环境监测、各类交通、楼宇等系统中设备的数字化信息
总线将分散的有通信能力的测量控制设备作为网络节点,连接成能相互沟通信息,共同完成自控任务的控制网络
现场总线是自动化领域的通信、网络技术, 也被称之为工厂的底层网络()
总线是构成自动化系统的纽带,网络所传输的是控制信息。
它是有别于计算机网络,电视、电话网络的另一类网络
特点:
适应工业应用环境,
要求实时性强,可靠性高,安全性好。
多为短帧传送,
通信的传输速率相对较低。
二. 现场总线技术的百花齐放与兴盛发展
现场总线技术始发于二十世纪八十年代,但对该项
技术的开发之热是近年之举
早期的现场总线技术
与PLC同时出现的、Culter-Hammer推出的Directrol
General Electric的Genius I/O
Phoenix的Interbus-S,
TURCK的Sensoplex
丹麦Process ;
德国Siemens公司84年推出的Profibus(Process Field bus的简称)
法国Alstom公司87年推出的 FIP(Factory Instrumentation Protocol)等都属于早期推出且至今仍有较大影响的总线技术
欧洲、北美、亚洲的许多国家都投入巨额资金与人力进行研究开发
已经形成了各式各样的企业、国家、地区、及国际现场总线标准
根据相关资料统计,已出现的现场总线一百多种,其中宣称为开放型总线的就有40多种
现场总线组织
现场总线基金会(Fieldbus Foundation)
LonMark协会,
Profibus协会,
工业以太网协会IEA( Industrial Association),
工业自动化开放网络联盟IAONA( Industrial Automation work Alliance)
Society of Automotive Engineers(SAE)
制定现场总线标准的国际标准化组织
IEC
ISO
三. 现场总线标准化工作的现状
IEC/TC65负责测量和控制系统数据通信国际标准化工作的SC65C/WG6,是最先开始现场总线标准化工作的组织。
它于1984年就开始着手总线标准的制定,致力于推出世界上单一的现场总线标准,也因此而历经坎坷,历经了16年的艰难历程,出现了波及全球的现场总线标准大战
IEC61158-2诞生于1993年,之后的标准制定就陷于混乱
2000年初宣布,IEC现场总线国际标准子集有八种:
IEC 61158; ;
Profibus; ;
High Speed ;er ;
WorldFIP; Interbus-S
最早成为国际标准的是CAN,它属于ISO标准:ISO11898
IEC/17B为负责制定低压开关装置与控制装置用控制设备之间的接口标准的组织,已通过的IEC 62026国际标准包括。
第2部分ASI
第3部分;
第4部分智能分布式系统SDS(Smart Distributed System);
第5部分Seriplex
其它有实力、有发展前景的控制网络技术
工业以太网;LonWorks;Modbus;蓝牙、无线局域网;消费电子总线CEBus;光总线等; (过渡型总线HART)