求教DCS通信协议 点击：1749 | 回复：11
发表于：2005-06-08 14:55:00
8楼
IEC 61158 8种类型现场总线
IEC 61158标准包括8种类型的现场总线，构成了8种现场总线控制系统体系结构。
3．1 Type 1 现场总路线
1999年1季度出版的IEC 61158 TS 技术规范全面定义的现场总线称作Type 1现场总线。该现场总线的网络协议是按照ISO OSI参考模型建立的，它由物理层、数据链路层、应用层，以及考虑到现场装置的控制功能和具体应用而增加的用户层组成。
3．2 Type 2现场总线
Type 2现场总线得到Contro1Net International(CI)组织的支持。ContrlNet的基础技术最早于1995年面世。该总线网络是一种用于对信息传送有时间苛刻要求的、高速确定性网络，同时，它允许传送无时间苛求的报文数据。由Type 2现场总线构成的系统结构可以看出，从工厂到设备的五层结构简化为信息层（ethernet）、控制层（controlNet）和现场层（deviceNet）三层结构。
3．3 Type 3 现场总线
Type 3 现场总线得到Profibus用户组织PNO的支持，德国西门子公司则是Profibus 产品的主要供应商。由该总线构成的系统体系结构可以看出，通信网络体系结构共分4级，最低一级执行器/变送器级采用ASI位总线（IEC TC17B标准），现场一级采用Profilbus-DP现场总线，车间单元一级采用Profibus-FMS总线，工厂一级使用工业Ethernet网络。
3．4 Type 4 现场总线
Type 4现场总线由丹麦Process-Data Sikebory Aps 从1983年开始开发，主要应用于啤酒、食品、农业和饲养业，现已成为EN50170欧洲标准的第1部分。它得到P—NET（Process automation Net）用户组织的支持，在现场大约有5000个应用系统。
3．5 Type 5现场总线
Type 5现场总线即为IEC定义的H2总线，它由Fieldbus Foundation(FF)组织负责开发，并于1998年决定全面采用已广泛应用于IT产业的高速以太网（highspeed ethernet HSE）标准。该总线使用框架式以太网（Shelf Ethernet）技术，传输速率从100Mbps到1Gbps或更高。HSE完全支持Type 1现场总线的各项功能，诸如功能块和装置描述语言等，并允许基于以太网的装置通过一种连接装置与H1装置相连接。连接到一个连接装置上的H1装置无须主系统的干予就可以进行对等层通信。连接到一个连接装置上的H1装置同样无须主系统的干预也可以与另一个连接装置上的H1装置直接进行通信。
HSE总线成功地采用CSMA/CD链路控制协议和TCP/IP传输协议，并使用了高速以太网IEEE802.3μ标准的最新技术。
3．6 Type 6现场总线
Type 6 Swiftnet现场总线由美国SHIP STAR协会主持制定，得到美国波音公司的支持，主要用于航空和航天等领域。该总线是一种结构简单、实时性高的总线，协议仅包括物理层和数据链路层，在标准中没有定义应用层。
3．7 Type 7现场总线
成立于1987年的WorldFIP协会制定并大力推广Type 7现场总线。WorldFIP协议是EN50170欧洲标准的第3部分，物理层采用IEC 61158.2标准，其产品在法国占有60%市场，在欧洲市场占有大约25%份额。它们广泛用于发电与输配电、加工自动化、铁路运输、地铁和过程自动化等领域。
3．8 Type 8现场总线
Type 8现场总线由德国Phoenix Contact公司开发，Interbus Club俱乐部支持。它是一种串行总线系统，适用于分散输入/输出，以及不同类型控制系统间的数据传输。协议包括物理层、数据链路层和应用层，它已成为德国DIN19258标准。
4．市场和技术发展需要单一的现场总线
5．现场总线转向Ethernet网络
Ethernet网络出现于1975年，随后3 COM公司致力于使以太网的使用成为一个多供应商标准。1990年国际标准化组织采纳了其1982年定的标准，正式成为ISO/IEC802.3国际标准。Ethernet从最初10Mbps以太网，过渡到100Mbps 快速以太网和交换式以太网，直至发展到今天的千兆以太网和光纤以太网。可以说，开放的Ethernet是20多年来发展最成功的网络技术，并导致了一场信息技术的革命。
过去一直认为，Ethernet是为IT领域应用而开发的，在工业自动化领域只能得到有限应用，这是由于：
①Ethernet采用CSMA/CD碰撞检测方式，在网络负荷较重（大约40%）时，网络的确定性（determinism）不能满足工业控制的实时要求；
②Ethernet所用的接插件（connector）、集线器（hub）、交换机（switches）和电缆（cable）等是为办公室应用而设计的，不符合工业现场恶劣环境的要求；
③在工厂环境中，Ethernet抗干扰（EMI）性能较差。若用于危险场合，以太网不具备本质安全性能；
④Ethernet网还不具备通过信号线向现场仪表供电的性能。
随着网络技术的发展，上述问题正在讯速得到解决。为了促进Ethernet在工业领域的应用，国际上成立了工业以太网协会（Industrial Ethernet Association），并与美国ARC Advisory Group、AMR Research研究中心和Gartner Group等机构合作开展工业以太网关键技术的研究。加上各大网络公司、自动化公司（如西门子公司）等的努力，可以预见，象当年PC进入工业自动化领域一样，Ethernet/IP将会十分迅速地进入工业控制系统的各级网络
发表于：2005-06-08 14:57:00
9楼
当前流行的几类现场总线
5．3．1 基金会现场总线FF
基金会现场总线FF是在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景的一种技术。其前身是以美国Fisher－Rosemount公司为首，联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制定的ISP协议和以Honeywell公司为首，联合欧洲等地150家公司制定的World FIP协议。这两大集团于1994年9月合并，成立了现场总线基金会，致力于开发出国际上统一的现场总线协议。
基金会现场总线分为H1和高速H2两种通信速率。H1的传输速率为31.25Kbps，通信距离可达1.9km，可支持总线供电和本质安全防暴环境。H2的传输速率可为1Mbps和2.5Mbps两种，通信距离为750m和500m。物理传输介质可为双绞线、光缆和无线，其传输信号采用曼切斯特编码。基金会现场总线以ISO/OSI开放系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。用户层主要针对自动化测控应用的需要，定义了信息存取的统一规则，采用设备描述语言规定了通用的功能块集。FF总线包括FF通信协议、ISO模型中的2～7层通信协议的通栈、用于描述设备特性及操作接口的DDL设备描述语言、设备描述字典，用于实现测量、控制、工程量转换的应用功能块，实现系统组态管理功能的系统软件技术以及构筑集成自动化系统、网络系统的系统集成技术。
5．3．2 CAN总线
CAN总线最早是由德国Bosch公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信协议。其总线规范已被ISO国际标准组织制定为国际标准，并且广泛应用于离散控制领域。它也是基于OSI模型，但进行了优化，采用了其中的物理层、数据链路层、应用层，提高了实时性。其节点有优先级设定，支持点对点、一点对多点、广播模式通信。各节点可随时发送消息。传输介质为双绞线，通信速率与总线长度有关。CAN总线采用短消息报文，每一帧有效字节数为8个；当节点出错时，可自动关闭，抗干扰能力强，可靠性高。
5．3．3 LonWorks总线
LonWorks技术是美国ECHELON公司开发，并与Motorola和东芝公司共同倡导的现场总线技术。它采用了OSI参考模型全部的七层协议结构。LonWorks技术的核心是具备通信和控制功能的Neuron芯片。Neuron芯片实现完整的
LonWorks的LonTalk通信协议。其上集成有三个8位CPU。一个CPU完成OSI模型第一和第二层的功能，称为介质访问处理器。一个CPU是应用处理器，运行操作系统与用户代码。还有一个CPU为网络处理器，作为前两者的中介，它进行网络变量寻址、更新、路径选择、网络通信管理等。由神经芯片构成的节点之间可以进行对等通信。LonWorks支持多种物理介质并支持多种拓扑结构，组网方式灵活，其IS－78本安物理通道使得它可以应用于危险区域。LonWorks应用范围主要包括楼宇自动化、工业控制等，在组建分布式监控网络方面有较优越的性能。
5．3．4 PROFIBUS总线
PROFIBUS是符合德国国家标准DIN19245和欧洲标准EN50179的现场总线，包括 PROFIBUS－DP、PROFIBUS－FMS、PROFIBUS－PA三部分。它也只采用了OSI模型的物理层、数据链路层、应用层。PROFIBUS支持主从方式、纯主方式、多主多从通信方式。主站对总线具有控制权，主站间通过传递令牌来传递对总线的控制权。取得控制权的主站，可向从站发送、获取信息。PROFIBUS－DP用于分散外设间的高速数据传输，适合于加工自动化领域。FMS型适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等。而PA型则是用于过程自动化的总线类型。
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