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工業以太網與現場總線技術都具有哪些優缺點,詳細介紹

牽手一起夢 ? 來源:飛暢科技 ? 作者:佚名 ? 2020-10-26 14:33 ? 次閱讀

現如今,隨著“工業4.0”戰略的展開,計算機技術、通訊技術、IT技術的發展已經滲入到工控領域,其中最主要的表現就是工業現場總線技術和工業以太網技術。其中工業現場總線技術,特別是以太網技術的廣泛使用,為自動化技術帶來了深刻變革。那么,工業以太網與現場總線技術各自優缺點都有哪些呢?

現場總線

現場總線式應用在生產現場、連接智能現場設備和自動化測量控制系統的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網絡。它是一種工業數據總線,是自動化領域中底層數據通信網絡。

控制組成

1.現場總線控制系統

它的軟件是系統的重要組成部分,控制系統的軟件有組態軟件、維護軟件、仿真軟件、設備軟件和監控軟件等。首先選擇開發組態軟件、控制操作人機接口軟件MMI。通過組態軟件,完成功能塊之間的連接,選定功能塊參數,進行網絡組態。在網絡運行過程中系統實時采集數據、進行數據處理、計算。優化控制及邏輯控制報警、監視、顯示、報表等。

2.現場總線的測量系統

其特點為多變量高性能的測量,使測量儀表具有計算能力等更多功能,由于采用數字信號,具有高分辨率,準確性高、抗干擾、抗畸變能力強,同時還具有儀表設備的狀態信息,可以對處理過程進行調整。

3.設備管理系統

可以提供設備自身及過程的診斷信息、管理信息、設備運行狀態信息(包括智能儀表)、廠商提供的設備制造信息。

4.總線系統計算機服務模塊

以客戶機/服務器模式是目前較為流行的網絡計算機服務模式。服務器表示數據源(提供者),應用客戶機則表示數據使用者,它從數據源獲取數據,并進一步進行處理。客房機運行在PC機或工作站上。服務器運行在小型機或大型機上,它使用雙方的智能、資源、數據來完成任務。

5.數據庫

它能有組織的、動態的存儲大量有關數據與應用程序,實現數據的充分共享、交叉訪問,具有高度獨立性。工業設備在運行過程中參數連續變化,數據量大,操作與控制的實時性要求很高。因此就形成了一個可以互訪操作的分布關系及實時性的數據了系統。

6.網絡系統的硬件與軟件

網絡系統硬件:系統管理主機、服務器、網關、協議變換器、集線器、用戶計算機等底層智能化儀表

網絡系統軟件:NetWarc、LAN Mangger、Vines

服務器操作軟件:Lenix、os/2、windowNT、應用軟件數據庫、通信協議、網絡管理協議等。

總線分類

目前世界上存在著大約四十余種現場總線,這些現場總線大都用于過程自動化、醫藥領域、加工制造、交通運輸、國防、航天、農業和樓宇等領域,目前的工業總線網絡可歸為三類:485網絡、HART網絡、FieldBUS現場總線網絡。

485網絡:RS485/MODBUS是現在流行的一種工業組網方式,其特點是實施簡單方便,而且現在支持RS485的儀表又特別多。現在的儀表商也紛紛轉而支持RS485/MODBUS,原因很簡單,RS485的轉換接口不僅便宜得而且種類繁多。至少在低端市場上,RS485/MODBUS仍將是最主要的工業組網方式。

HART網絡:HART是由艾默生提出的一個過度性總線標準,主要特征是在4-20毫安電流信號上面疊加數字信號,但該協議并未真正開放,要加入他的基金會才能拿到協議,而加入基金會要一定的費用。HART技術主要被國外幾家大公司壟斷,近些年國內也有公司在做,但還沒有達到國外公司的水平。現在有很多智能儀表帶有[HART圓卡],支持HART通訊功能。但從國內情況來看,還沒有真正用到這部分功能來進行設備聯網監控,最多只是利用手操器對其進行參數設定。從長遠來看,由于HART通信速率低、組網困難等原因,HART儀表的應用將呈下滑趨勢。

FieldBus現場總線網絡:現場總線是當今自動化領域的熱點技術之一,被譽為自動化領域的計算機局域網。它的出現標志著自動化控制技術又一個新時代的開始。現場總線是連接控制現場的儀表與控制室內的控制裝置的數字化、串行、多站通信的網絡。其關鍵標志是能支持雙向、多節點、總線式的全數字化通信。現場總線技術近年來成為國際上自動化和儀器儀表發展的熱點,它的出現使傳統的控制系統結構產生了革命性的變化,使自控系統朝著“智能化、數字化、信息化、網絡化、分散化”的方向進一步邁進,形成新型的網絡通信的全分布式控制系統——現場總線控制系統FCS(Fieldbus Control System)。然而,到目前為止,現場總線還沒有形成真正統一的標準,ProfiBus、CANbus、CC-Link等多種標準并行存在,并且都有自己的生存空間。何時統一,遙遙無期。目前,支持現場總線的儀表種類還比較少,可供選擇的余地小,價格又偏高,用量也較小。

責任編輯:gt

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