工控領(lǐng)域最流行的九大現場(chǎng)總線(xiàn)

4、CAN現場(chǎng)總線(xiàn)

CAN是控制網(wǎng)絡(luò )ControlAreaNetwork的簡(jiǎn)稱(chēng)，最早由德國B(niǎo)OSCH公司推出，用于汽車(chē)內部測量與執行部件之間的數據通信。其總線(xiàn)規范 現已被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(kāi)放系統互連模型基礎上的，不過(guò)，其模型結構只有3層，只取OSI底層的物理層、數據鏈路層和頂上層的應用 層。其信號傳輸介質(zhì)為雙絞線(xiàn)，通信速率最高可達1Mbps/40m，直接傳輸距離最遠可達10km/kbps，可掛接設備最多可達110個(gè)。

CAN的信號傳輸采用短幀結構，每一幀的有效字節數為8個(gè)，因而傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低。當節點(diǎn)嚴重錯誤時(shí)，具有自動(dòng)關(guān)閉的功能以切斷該節點(diǎn)與總線(xiàn) 的聯(lián)系，使總線(xiàn)上的其它節點(diǎn)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 )上任何節點(diǎn)均在任意時(shí)刻主動(dòng)向其它節點(diǎn)發(fā)送信息，支持 點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多點(diǎn)和全局廣播方式接收/發(fā)送數據。它采用總線(xiàn)仲裁技術(shù)，當出現幾個(gè)節點(diǎn)同時(shí)在網(wǎng)絡(luò )上傳輸信息時(shí)，優(yōu)先級高的節點(diǎn)可繼續傳輸數據，而優(yōu)先級 低的節點(diǎn)則主動(dòng)停止發(fā)送，從而避免了總線(xiàn)沖突。已有多家公司開(kāi)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(xiàn)接口卡，具有接口簡(jiǎn)單、編程方便、開(kāi)發(fā)系統價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。

5、Devicenet現場(chǎng)總線(xiàn)

Devicenet是一種低成本的通訊總線(xiàn)。它將工業(yè)設備(如：限位開(kāi)關(guān)，光電傳感器，閥組，馬達啟動(dòng)器，過(guò)程傳感器，條形碼讀取器，變頻驅動(dòng)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(xiàn)成本。直接互連性改善了設備間的通訊，并同時(shí)提供了相當重要的設備級診斷功能，這是通過(guò)硬接線(xiàn)I/O接口很難實(shí)現的。

Devicenet是一種簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò )解決方案，它在提供多供貨商同類(lèi)部件間的可互換性的同時(shí)，減少了配線(xiàn)和安裝工業(yè)自動(dòng)化設備的成本和時(shí)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所帶來(lái)的設備級的診斷功能。該功能在傳統的I/O上是很難實(shí)現的。

Devicenet是一個(gè)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò )標準。規范和協(xié)議都是開(kāi)放的，供貨商將設備連接到系統時(shí)，無(wú)需為硬件，軟件或授權付費。任何對DeviceNet技 術(shù)感興趣的組織或個(gè)人都可以從開(kāi)放式DeciceNet供貨商協(xié)會(huì )(ODVA)獲得DeviceNet規范，并可以加入ODVA，參加對 DeviceNet規范進(jìn)行增補的技術(shù)工作組。

Devicenet的許多特性沿襲于CAN，CAN總線(xiàn)是一種設計良好的通信總線(xiàn)，它主 要用于實(shí)時(shí)傳輸控制數據。DeviceNet的主要特點(diǎn)是：短幀傳輸，每幀的最大數據為8個(gè)字節;無(wú)破壞性的逐位仲裁技術(shù);網(wǎng)絡(luò )最多可連接64個(gè)節點(diǎn);數 據傳輸波特率為125kb/s、250kb/s、500kb/s;點(diǎn)對點(diǎn)、多主或主/從通信方式;采用CAN的物理和數據鏈路層規約。

6、HART現場(chǎng)總線(xiàn)

HART是HighwayAddressableRemoteTransduer的縮寫(xiě)。最早由Rosemout公司開(kāi)發(fā)并得到80多家著(zhù)名儀表公司的 支持，于1993年成立了HART通信基金會(huì )。這種被稱(chēng)為可尋址遠程傳感高速通道的開(kāi)放通信協(xié)議，其特點(diǎn)是現有模擬信號傳輸線(xiàn)上實(shí)現數字通信，屬于模擬系 統向數字系統轉變過(guò)程中工業(yè)過(guò)程控制的過(guò)渡性產(chǎn)品，因而在當前的過(guò)渡時(shí)期具有較強的市場(chǎng)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、數據鏈路層和應用層。物理層采用FSK(FrequencyShiftKeying)技術(shù)在4～20mA模擬信號上迭加一個(gè)頻率信 號，頻率信號采用Bell202國際標準;數據傳輸速率為1200bps，邏輯0的信號頻率為2200Hz，邏輯1的信號傳輸頻率為1200Hz。數據鏈 路層用于按HART通信協(xié)議規則建立HART信息格式。其信息構成包括開(kāi)頭碼、顯示終端與現場(chǎng)設備地址、字節數、現場(chǎng)設備狀態(tài)與通信狀態(tài)、數據、奇偶校驗 等。其數據字節結構為1個(gè)起始位，8個(gè)數據位，1個(gè)奇偶校驗位，1個(gè)終止位。應用層的作用在于使HART指令付諸實(shí)現，即把通信狀態(tài)轉換成相應的信息。它 規定了一系列命令;按命令方式工作。它有3類(lèi)命令，第一類(lèi)稱(chēng)為通用命令，這是所有設備理解、執行的命令;第二類(lèi)稱(chēng)為一般行為命令，它所提供的功能可以在許 多現場(chǎng)設備(盡管不是全部)中實(shí)現，這類(lèi)命令包括最常用的現場(chǎng)設備的功能庫;第三類(lèi)稱(chēng)為特殊設備命令，以便在某些設備中實(shí)現特殊功能，這類(lèi)命既可以在基金 會(huì )中開(kāi)放使用，又可以為開(kāi)發(fā)此命令的公司所獨有。在一個(gè)現場(chǎng)設備中通?？砂l(fā)現同時(shí)存在這3類(lèi)命令。

HART支持點(diǎn)對點(diǎn)主從應答方式和多點(diǎn)廣播方式。按應答應方式工作時(shí)的數據更新速率為2～3次/s，按廣播方式工作時(shí)的數據更新速率為3～4次/s，它 還可支持兩個(gè)通信主設備?？偩€(xiàn)上可掛設備數多達15個(gè)，每個(gè)現場(chǎng)設備可有256個(gè)變量，每個(gè)信息最大可包含4個(gè)變量。最大傳輸距離3000m，HART采 用統一的設備描述語(yǔ)言DDL?，F場(chǎng)設備開(kāi)發(fā)商采用這種標準語(yǔ)言來(lái)描述設備特性，由HART基金會(huì )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(lái)理解這些設備的特性參數而不必為這些設備開(kāi)發(fā)專(zhuān)用接口。但由于這種模擬數字混信號制，導致難以開(kāi)發(fā)出一種能滿(mǎn)足各公司要求的通信接口 芯片。HART能利用總線(xiàn)供電，可滿(mǎn)足本安防爆要求。