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1、2007NO.24科技咨询导报ScienceandTechnologyConsultingHerald学术论坛浅谈现场总线的发展现状郭桂仙齐明侠孟营彭步峰郭亮亮(1.中国石油大学(华东)机电学院;2.胜利油田井下作业公司;3.胜利油田胜利电器有限公司;4.济南大学土木工程建筑系)摘要:现场总线近年来成为世界上新的自动化技术热点,被誉为跨世纪的自控新技术。本文介绍了现场总线的含义、特点、国际标准、几种常用的现场总线及现场总线的发展趋势。关键词:现场总线自动化网络控制中图分类号:TP273文献标识码:Ａ文章编号:1673
2、-0534(2007)08(c)-0172-02计算机技术,通信技术和微电子技术的迅控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算类型5:FFHSE(即原FF的H2,Fisher-猛发展,互相渗透与有机结合,使信息技术得机之间,实现数据传输与信息交换,形成各种Rosemount等公司支持)。到了高速发展,并将人类社会带进信息社会。适应实际需要的自动控制系统。类型6:SwiftNet(美国波音公司支持)。在信息技术飞速发展的同时,自动化领域也发类型7:WordFIP(法国Alston公司支生了深刻的技术变革,产生了自动化领域的
3、开2现场总线技术特点及优点持)。放系统互联的通信网络－现场总线控制网络,(1)全数字化通信;类型8:Interbus(德国PhoenixContact形成了全分布式网络集成自动化系统。由现(2)一对N结构;公司支持)。场总线构成的控制系统成为工业企业网中控(3)可靠性高;外加IECTC17B通过的3种现场总线国制网络的典型模式。现场总线控制系统用现(4)可控状态;际标准,即SDS(SmartDistributedsystem),场总线这一开放的,具有互操作性的网络将现(5)互换性;ASI(ActuatorSensor
4、Interface)和Device-场各控制器及仪表设备互连,构成现场总线控(6)互操作性;Net,再加上ISO的CAN(CongtrolArea制系统,同时控制功能彻底下放到现场,降低(7)综合功能;Net-Work),共有12种。了安装成本和维修费用,为实现企业“综合自(8)分散控制;每种总线都力图扩展其应用,以扩张其势动化”奠定了现场级的过程自动化基础。现场(9)统一组态;力范围。大多数总线都成立了相应的国际组总线控制技术已成为世界上新的自动技术热(10)开放式系统。织,力图在制造商和用户中建立影响,以取得点,
5、被誉为跨世纪的自控新技术。多方面的支持,同时也显现出其技术是开放。3现场总线的国际标准1现场总线的含义1999年底IECTC65(负责工业测量和控4几种常用的现场总线技术现场总线是应用在生产现场、在微机化制的第65标准化技术委员会)通过8种类型的(1)基金会现场总线(FoundationField-测量控制设备之间实现双向串行多节点数字现场总线作为IEC61158国际标准。bus,FF)。在现场总线标准的研究制订过程通信的系统,也被称为开放式、数字化、多点类型1:IEC技术报告(即FF的H1)。中,出现过多种企业集团
6、或组织,通过不断通信的底层控制网络。现场总线技术将专用类型2:ControlNet(美国Rockwell公司的竞争,1994年在国际上基本上形成了两大阵微处理器置入传统的测量控制仪表,使它们各支持)。营,一个以Fisher-Rosemount公司为首,联合自都具有了数字计算和数字通信能力,采用可类型3:Profibus(德国Siemens公司支Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公进行简单连接的双绞线等作为总线,把多个测持)。司制订的ISP协议;另一个以Honeywell公司量控制仪表连接成的网络系统,并按公
7、开、规类型4:P-Net(丹麦ProcessData公司为首,联合欧洲150家公司制订的WorldFIP范的通信协议,在位于现场的多个微机化测量支持)。协议。这两大集团于1994年合并,成立现场总线基金会(FieldbusFoundation,FF),致力于开发国际上统一的现场总线协议。FF的体系结构参照ISO/OSI模型的第1、2、7层协议,即物理层、数据链路层和应用层,另外增加了用户层。FF提供两种物理标准:H1和H2。H1为用于过程控制的低速总线,速率为31.25kbps,传输距离为200m、400m、1200
8、m和1900m四种。H2的传输速率可为1Mbps和2.5Mbps两种,其通信距离分别为750m和500m。物理传输介质可支持双绞线、同轴电缆和光纤,协议符合IEC1158-2标准。(2)PROFIBUS现场总线。它是作为德国国家标准DIN19245和欧洲国家标准EN-50170的现场总线标准。该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共
