現(xiàn)場總線協(xié)議有哪些_工業(yè)現(xiàn)場的總線協(xié)議

工業(yè)網(wǎng)絡通常采用現(xiàn)場總線協(xié)議，通過實時和可靠的分布式控制功能來連接生產(chǎn)車間中的儀器儀表和機械設備，比較容易并且可靠的控制所實現(xiàn)的系統(tǒng)。現(xiàn)場總線標準應用非常廣泛，大量已經(jīng)安裝的設備都采用了現(xiàn)場總線。但是，大部分這些現(xiàn)場總線標準都是基于(已有的)串行通信協(xié)議標準(與RS485或者RS232相似)，沒有充分發(fā)揮應用廣泛的以太網(wǎng)技術的優(yōu)勢。

隨著系統(tǒng)復雜程度的增加，大部分現(xiàn)場總線難以滿足平臺通用性和系統(tǒng)性能的要求。這促使設備生產(chǎn)商轉(zhuǎn)向采用基于以太網(wǎng)的通信技術，實現(xiàn)高性能、低成本和很好的通用性。很多現(xiàn)場總線標準都已經(jīng)集成到工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議中，采用很少的控制功能，實現(xiàn)實時通信和工業(yè)互聯(lián)，同時保護了在現(xiàn)場總線軟件和已有設備上的投入。

表1列出了幾種流行的(串行)現(xiàn)場總線協(xié)議，以及對應的以太網(wǎng)工業(yè)協(xié)議。

CANopen

控制區(qū)域網(wǎng)(CAN)是一種廣播、差分串行總線標準，工作在干擾較大的電力機械(噪聲)環(huán)境中。CANopen建立在自動化應用CAN(例如，數(shù)據(jù)鏈路層和物理層)基礎上，能夠?qū)崿F(xiàn)百分之百的數(shù)據(jù)完整性，而采用以太網(wǎng)無法滿足這一要求。

DeviceNet/ControlNet(CIP)

DeviceNet是設備級網(wǎng)絡，為工業(yè)自動化提供可靠、高效的數(shù)據(jù)處理功能。ControlNet是一種實時、確定性、可重構(gòu)的控制層網(wǎng)絡，適用于數(shù)據(jù)和消息的高速傳送。DeviceNet和ControlNet的應用層基于公共工業(yè)協(xié)議(CIP)層，它也用于Ethernet/IP中。這些協(xié)議目前由獨立開放設備供應商協(xié)會(ODVA)管理。

LonWorks

LonWorks是用于開發(fā)照明和HVAC等自動化/控制應用的流行協(xié)議標準。LonWorks網(wǎng)絡設備可使用各種介質(zhì)，包括雙絞線、電源線、以太網(wǎng)、光纖和RF等。

Modbus-RTU

Modbus是為可編程邏輯控制器(PLC)應用開發(fā)的免版稅開放串行通信協(xié)議。Modbus支持很多設備連接在同一網(wǎng)絡上，例如監(jiān)控以及數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)中管理計算機和遠端單元(RTU)的連接等。Modbus基本結(jié)構(gòu)由Modbus/IDA進行管理，這一自動設備獨立用戶和供應商組織希望能夠推動這一協(xié)議標準的廣泛應用。

PROFIBUS

過程現(xiàn)場總線(PROFIBUS)是一種現(xiàn)場總線協(xié)議。對于分散外圍設備和過程自動化(DP和PA)這兩種PROFIBUS，在分散生產(chǎn)和過程控制中，PROFIBUSDP一般通過中央控制器對傳感器和激勵器進行控制。應用較少的PA主要用于監(jiān)視測量設備。經(jīng)過多年的應用，PROFIBUS在生產(chǎn)和過程自動化方面都得到了廣泛認可。Profibus國際組織(PI)不斷完善并推進PROFIBUS技術的應用。

SERCOSI/IIInterface

串行實時通信系統(tǒng)(SERCOS)接口為運動控制、數(shù)字伺服驅(qū)動和輸入/輸出(I/O)設備提供標準、實時、高性能通信鏈接。SERCOS適合多軸運動控制對精確協(xié)調(diào)移動要求非常高的應用。國際電工協(xié)會(IEC)發(fā)布的官方SERCOS接口標準文檔是IEC61491。還提供工業(yè)以太網(wǎng)版本的SERCOSIII。在合作伙伴組織SERCOS國際的帶領下，SERCOS行業(yè)協(xié)會致力于運動控制、驅(qū)動器、I/O、傳感器和激勵器互聯(lián)SERCOS數(shù)字接口的開發(fā)和推廣。