縱橫交錯-九大最流行現(xiàn)場總線“叱咤”工控領(lǐng)域

　　Devicenet是一種簡單的網(wǎng)絡解決方案，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)自動化設備的成本和時間。 DeviceNet不僅僅使設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)絡標準。規(guī)范和協(xié)議都是開放的，供貨商將設備連接到系統(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)場設備地址、字節(jié)數(shù)、現(xiàn)場設備狀態(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)場設備的功能庫；第三類稱為特殊設備命令，以便在某些設備中實現(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支持點對點主從應答方式和多點廣播方式。按應答應方式工作時的數(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備?？偩€上可掛設備數(shù)多達15個，每個現(xiàn)場設備可有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)一的設備描述語言DDL?，F(xiàn)場設備開發(fā)商采用這種標準語言來描述設備特性，由HART基金會負責登記管理這些設備描述并把它們編為設備描述字典，主設 備運用DDL技術(shù)，來理解這些設備的特性參數(shù)而不必為這些設備開發(fā)專用接口。但由于這種模擬數(shù)字混信號制，導致難以開發(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。

　　7、CC-Link現(xiàn)場總線

　　CC-Link是 Control&CommunicationLink（控制與通信鏈路系統(tǒng)）的縮寫，在1996年11月，由三菱電機為主導的多家公司推出，其增 長勢頭迅猛，在亞洲占有較大份額，目前在歐洲和北美發(fā)展迅速。在其系統(tǒng)中，可以將控制和信息數(shù)據(jù)同時以10Mbit/s高速傳送至現(xiàn)場網(wǎng)絡，具有性能卓 越、使用簡單、應用廣泛、節(jié)省成本等優(yōu)點。其不僅解決了工業(yè)現(xiàn)場配線復雜的問題，同時具有優(yōu)異的抗噪性能和兼容性。CC-Link是一個以設備層為主的網(wǎng) 絡，同時也可覆蓋較高層次的控制層和較低層次的傳感層。2005年7月CC-Link被中國國家標準委員會批準為中國國家標準指導性技術(shù)文件。

　　CC-Link的技術(shù)在不斷的進步和發(fā)展過程中，CLPA在2002年推出CC-Link家簇下端產(chǎn)品和協(xié)議CC-Link/LT，主要用于開關(guān)量數(shù)據(jù) 的傳輸和通信，使CC-Link在整個結(jié)構(gòu)上更加完善和豐滿，并且其成本將更加降低。2003年初，CLPA宣布推出CC-LinkV2.0版本，是原來 的系統(tǒng)通信量擴大了8倍。

　　總之，CC-Link是一個技術(shù)先進、性能卓越、應用廣泛、使用簡單、成本較低的開放式現(xiàn)場總線，其在中國的技術(shù)發(fā)展和應用有著廣闊的前景。

　　8、WorldFIP現(xiàn)場總線

　　WORLDFIP是法國FIP公司在1988年最先推出的現(xiàn)場總線技術(shù)。實際上，WORLDFIP最早提供了現(xiàn)場總線網(wǎng)絡的基本結(jié)構(gòu)，使現(xiàn)場總線系統(tǒng)初步具有了信息化的技術(shù)特征。

　　WorkdFIP的北美部分與ISP合并為FF以后，WorldFIP的歐洲部分仍保持獨立，總部設在法國。其在歐洲市場占有重要地位，特別是在法國占 有率大約為60%。WorldFIP的特點是具有單一的總線結(jié)構(gòu)來適用不同的應用領(lǐng)域的需求，而且沒有任何網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)橋，用軟件的辦法來解決高速和低速的銜 接。WorldFIP與FFHSE可以實現(xiàn)“透明聯(lián)接”，并對FF的H1進行了技術(shù)拓展，如速率等。在與IEC61158第一類型的連接方 面，WorldFIP做得最好，走在世界前列。

　　WorldFIP融合了控制技術(shù)和信息技術(shù)，是一種先進而開放的現(xiàn)場總線。在協(xié)議的設計上，一開始就把滿足各種環(huán)境下對生產(chǎn)控制的要求和工業(yè)用戶的實際 需要放在首位，并且考慮了相關(guān)技術(shù)，尤其是信息技術(shù)發(fā)展所帶來的影響。開發(fā)出的WorldFIP在一條總線上，在單一協(xié)議的框架內(nèi)，在有調(diào)度的訪問控制 下，既傳輸實時數(shù)據(jù)、又傳輸隨機信息，兩者之間互不影響，從而既是實時的可預測性的，又是面向未來的可與Internet連接的現(xiàn)場總線。

　　WorldFIP現(xiàn)場總線采用曼徹斯特編碼方式并利用磁性變壓器隔離，具有良好的抗電磁干擾能力，根據(jù)測試，在級干擾條件下，能保證正常通信。因此，非常適用于電磁干擾比較強的場合。

　　前開發(fā)WorldFIP產(chǎn)品具有很多有利條件，如他的技術(shù)成熟、資料完整并易獲得、現(xiàn)成產(chǎn)品種類齊全、基礎(chǔ)期間容易得到等。此外還有各種實際應用可供參考。只需不多的投入，在較短的時間內(nèi)即可完成產(chǎn)品的開發(fā)。

　　9、INTERBUS現(xiàn)場總線

　　INTERBUS是德國Phoenix公司推出的較早的現(xiàn)場總線，2000年2月成為國際標準IEC61158。INTERBUS采用國際標準化組織 ISO的開放化系統(tǒng)互聯(lián)OSI的簡化模型（1，2，7層），即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應用層，具有強大的可靠性、可診斷性和易維護性。其采用集總幀型的數(shù)據(jù) 環(huán)通信，具有低速度、高效率的特點，并嚴格保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫院椭芷谛裕辉摽偩€的實時性、抗干擾性和可維護性也非常出色。INTERBUS廣泛地應用 到汽車、煙草、倉儲、造紙、包裝、食品等工業(yè)，成為國際現(xiàn)場總線的領(lǐng)先者。

　　此外較有影響的現(xiàn)場總線還有丹麥公司Process-DataA/S提出的P-Net，該總線主要應用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、食品等行業(yè)；SwiftNet現(xiàn)場總線主要使用在航空航天等領(lǐng)域。

　　結(jié)束語

　　現(xiàn)場總線適應了工業(yè)控制系統(tǒng)向分散化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展的方向，使用現(xiàn)場總線技術(shù)必將帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。