工控領(lǐng)域最流行的九大現(xiàn)場總線

4、CAN現(xiàn)場總線

CAN是控制網(wǎng)絡(luò)ControlAreaNetwork的簡稱，最早由德國BOSCH公司推出，用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。其總線規(guī)范 現(xiàn)已被ISO國際標準組織制訂為國際標準，得到了Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司的支持，已廣泛應(yīng)用在離散 控制領(lǐng)域。CAN協(xié)議也是建立在國際標準組織的開放系統(tǒng)互連模型基礎(chǔ)上的，不過，其模型結(jié)構(gòu)只有3層，只取OSI底層的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和頂上層的應(yīng)用 層。其信號傳輸介質(zhì)為雙絞線，通信速率最高可達1Mbps/40m，直接傳輸距離最遠可達10km/kbps，可掛接設(shè)備最多可達110個。

CAN的信號傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個，因而傳輸時間短，受干擾的概率低。當節(jié)點嚴重錯誤時，具有自動關(guān)閉的功能以切斷該節(jié)點與總線 的聯(lián)系，使總線上的其它節(jié)點及其通信不受影響，具有較強的抗干擾能力。CAN支持多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任何節(jié)點均在任意時刻主動向其它節(jié)點發(fā)送信息，支持 點對點、一點對多點和全局廣播方式接收/發(fā)送數(shù)據(jù)。它采用總線仲裁技術(shù)，當出現(xiàn)幾個節(jié)點同時在網(wǎng)絡(luò)上傳輸信息時，優(yōu)先級高的節(jié)點可繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級 低的節(jié)點則主動停止發(fā)送，從而避免了總線沖突。已有多家公司開發(fā)生產(chǎn)了符合CAN協(xié)議的通信芯片，如Intel公司的82527，Motorola公司的 MC68HC05X4，Philips公司的82C250等。還有插在PC機上的CAN總線接口卡，具有接口簡單、編程方便、開發(fā)系統(tǒng)價格便宜等優(yōu)點。

5、Devicenet現(xiàn)場總線

Devicenet是一種低成本的通訊總線。它將工業(yè)設(shè)備(如：限位開關(guān)，光電傳感器，閥組，馬達啟動器，過程傳感器，條形碼讀取器，變頻驅(qū)動器，面板顯示器和操作員接口)連接到網(wǎng)絡(luò)，從而消除了昂貴的

硬接線成本。直接互連性改善了設(shè)備間的通訊，并同時提供了相當重要的設(shè)備級診斷功能，這是通過硬接線I/O接口很難實現(xiàn)的。

Devicenet是一種簡單的網(wǎng)絡(luò)解決方案，它在提供多供貨商同類部件間的可互換性的同時，減少了配線和安裝工業(yè)自動化設(shè)備的成本和時間。 DeviceNet不僅僅使設(shè)備之間以一根電纜互相連接和通訊，更重要的是它給系統(tǒng)所帶來的設(shè)備級的診斷功能。該功能在傳統(tǒng)的I/O上是很難實現(xiàn)的。

Devicenet是一個開放的網(wǎng)絡(luò)標準。規(guī)范和協(xié)議都是開放的，供貨商將設(shè)備連接到系統(tǒng)時，無需為硬件，軟件或授權(quán)付費。任何對DeviceNet技 術(shù)感興趣的組織或個人都可以從開放式DeciceNet供貨商協(xié)會(ODVA)獲得DeviceNet規(guī)范，并可以加入ODVA，參加對 DeviceNet規(guī)范進行增補的技術(shù)工作組。

Devicenet的許多特性沿襲于CAN，CAN總線是一種設(shè)計良好的通信總線，它主 要用于實時傳輸控制數(shù)據(jù)。DeviceNet的主要特點是：短幀傳輸，每幀的最大數(shù)據(jù)為8個字節(jié);無破壞性的逐位仲裁技術(shù);網(wǎng)絡(luò)最多可連接64個節(jié)點;數(shù) 據(jù)傳輸波特率為125kb/s、250kb/s、500kb/s;點對點、多主或主/從通信方式;采用CAN的物理和數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)約。

6、HART現(xiàn)場總線

HART是HighwayAddressableRemoteTransduer的縮寫。最早由Rosemout公司開發(fā)并得到80多家著名儀表公司的 支持，于1993年成立了HART通信基金會。這種被稱為可尋址遠程傳感高速通道的開放通信協(xié)議，其特點是現(xiàn)有模擬信號傳輸線上實現(xiàn)數(shù)字通信，屬于模擬系 統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過程中工業(yè)過程控制的過渡性產(chǎn)品，因而在當前的過渡時期具有較強的市場競爭能力，得到了較好的發(fā)展。

HART通信模型 由3層組成：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。物理層采用FSK(FrequencyShiftKeying)技術(shù)在4～20mA模擬信號上迭加一個頻率信 號，頻率信號采用Bell202國際標準;數(shù)據(jù)傳輸速率為1200bps，邏輯0的信號頻率為2200Hz，邏輯1的信號傳輸頻率為1200Hz。數(shù)據(jù)鏈 路層用于按HART通信協(xié)議規(guī)則建立HART信息格式。其信息構(gòu)成包括開頭碼、顯示終端與現(xiàn)場設(shè)備地址、字節(jié)數(shù)、現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)與通信狀態(tài)、數(shù)據(jù)、奇偶校驗 等。其數(shù)據(jù)字節(jié)結(jié)構(gòu)為1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，1個奇偶校驗位，1個終止位。應(yīng)用層的作用在于使HART指令付諸實現(xiàn)，即把通信狀態(tài)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信息。它 規(guī)定了一系列命令;按命令方式工作。它有3類命令，第一類稱為通用命令，這是所有設(shè)備理解、執(zhí)行的命令;第二類稱為一般行為命令，它所提供的功能可以在許 多現(xiàn)場設(shè)備(盡管不是全部)中實現(xiàn)，這類命令包括最常用的現(xiàn)場設(shè)備的功能庫;第三類稱為特殊設(shè)備命令，以便在某些設(shè)備中實現(xiàn)特殊功能，這類命既可以在基金 會中開放使用，又可以為開發(fā)此命令的公司所獨有。在一個現(xiàn)場設(shè)備中通?？砂l(fā)現(xiàn)同時存在這3類命令。

HART支持點對點主從應(yīng)答方式和多點廣播方式。按應(yīng)答應(yīng)方式工作時的數(shù)據(jù)更新速率為2～3次/s，按廣播方式工作時的數(shù)據(jù)更新速率為3～4次/s，它 還可支持兩個通信主設(shè)備?？偩€上可掛設(shè)備數(shù)多達15個，每個現(xiàn)場設(shè)備可有256個變量，每個信息最大可包含4個變量。最大傳輸距離3000m，HART采 用統(tǒng)一的設(shè)備描述語言DDL?，F(xiàn)場設(shè)備開發(fā)商采用這種標準語言來描述設(shè)備特性，由HART基金會負責登記管理這些設(shè)備描述并把它們編為設(shè)備描述字典，主設(shè) 備運用DDL技術(shù)，來理解這些設(shè)備的特性參數(shù)而不必為這些設(shè)備開發(fā)專用接口。但由于這種模擬數(shù)字混信號制，導(dǎo)致難以開發(fā)出一種能滿足各公司要求的通信接口 芯片。HART能利用總線供電，可滿足本安防爆要求。