现场总线是应用在生产现场、连接智能现场设备和自动化测量控制系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。而工业以太网是指技术上与商用以太网兼容,但在产品设计上,在实时性、可靠性、适应性等方面满足工业现场的需要,是继现场总线之后发展起来,最被认同也最具发展前景的一种工业通信网络。
现场总线是应用在生产现场、连接智能现场设备和自动化测量控制系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。
它的软件是系统的重要组成部分,控制系统的软件有组态软件、软件、仿真软件、设备软件和软件等。首先选择开发组态软件、控制操作人机接口软件MMI。通过组态软件,完成功能块之间的连接,选定功能块参数,进行网络组态。在网络运行过程中系统实时采集数据、进行数据处理、计算。优化控制及逻辑控制报警、、显示、报表等。
目前世界上存在着大约四十余种现场总线,这些现场总线大都用于过程自动化、医药领域、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域,目前的工业总线网络、HART网络、FieldBUS现场总线/MODBUS是现在流行的一种工业组网方式,其特点是实施简单方便,而且现在支持RS485的仪表又特别多。现在的仪表商也纷纷转而支持RS485/MODBUS,原因很简单, RS485的转换接口不仅便宜得而且种类繁多。至少在低端市场上,RS485/MODBUS仍将是最主要的工业组网方式。
HART网络:HART是由艾默生提出的一个过度性总线毫安电流信号叠加数字信号,但该协议并未真正,要加入他的基金会才能拿到协议,而加入基金会要一定的费用。HART技术主要被国外几家大公司垄断,近些年国内也有公司在做,但还没有达到国外公司的水平。现在有很多智能仪表带有[HART圆卡],支持HART通讯功能。但从国内情况来看,还没有真正用到这部分功能来进行设备联网,最多只是利用手操器对其进行参数设定。从长远来看,由于HART通信速率低、组网困难等原因,HART仪表的应用将呈下滑趋势。
FieldBus现场总线网络:现场总线是当今自动化领域的热点技术之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现标志着自动化控制技术又一个新时代的开始。现场总线是连接控制现场的仪表与控制室内的控制装置的数字化、串行、多站通信的网络。其关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字化通信。现场总线技术近年来成为国际上自动化和仪器仪表发展的热点,它的出现使传统的控制系统结构产生了性的变化,使自控系统朝着“智能化、数字化、信息化、网络化、分散化”的方向进一步迈进,形成新型的网络通信的全分布式控制系统现场总线控制系统FCS(Fieldbus ControlSystem)。然而,到目前为止,现场总线还没有形成真正统一的标准,ProfiBus、CANbus、CC-Link等多种标准并行存在,并且都有自己的空间。何时统一,遥遥无期。目前,支持现场总线的仪表种类还比较少,可供选择的余地小,价格又偏高,用量也较小。
1.工业生产的高温、潮湿、空气以及腐蚀性气体的存在,要求工业级的产品具有气候适应性,并要求耐腐蚀、防尘和防水。
DA是一种完全建立在以太网基础上的工业以太网规范,将一种实时的基于WEB的分布自动化与集中的安全体系结构加以结合,目标是创立一个基于TCP/IP的分散自动化的解决方案。
ODVA除了拥有DviceNET和ControlNet,还控制另一个总线EtherNet/IP,它把处于应用层和用户层的DeviceNet和ControlNet的目标库CIP(包含了所有经典的PLC运算),与以太网物理介质在一起。
如图,它的数据链层采用了旨在减小处理通信栈所需时间的一种传输协议,从而极大地缩短了网络的刷新时间,确保刷新时间在5~10MS。实时通道除了可进行循环传输外,还可完成非循环(事件触发、过程数据修改、操作指令下达等)传输。同时还要加入网络管理、WEB功能,以及直接集成I/O设备等。
美国的FF(现场总线基金会)采用高速以太网开发的FCS系统控制级以上通信网络的主干网,控制级以下仍使用H1现场总线,构成信息集成的体系结构,HSE遵循标准的以太网规范。FF在去规范中了21中功能块,供基本过程控制和先进过程控制使用。这些标准功能块驻留与HSE相连的现场设备中,只要通过组态就予以链接。为进行复杂的批处理和混合控制等应用,FF还了柔性功能块,支持数据采集的、子系统接口、事件顺序、多数据采集,并可用作与PLC和其他协议通信的网间连接器,所以我们可得出这样一个结论:HSE工业以太网为连续的过程控制工业和断续的制造业所需的连续实时控制提供了各种的解决方案,它为连续过程控制系统、断续制造的控制系统、批量控制系统以及MES、ERP等企业信息管理系统的集成,提供了一种相当成熟的工业以太网的标准协议。
由于以太网的应用最为广泛,因此收到硬件开发商与生产厂商的高度重视与广泛支持,有很多硬件产品供用户选择, 而且由于应用广泛,硬件价格也相对低廉。
目前以太网的通信速率为10M、100M的快速以太网也开始广泛应用,1000M以太网技术也逐渐成熟,10G以太网也正在研究,其通信速率比目前的现场总线.软硬件资源丰富