現場匯流排技術到底是個什麼?哪位能幫忙科普一下現場匯流排,特別是CAN和MVB。

在學校的時候沒有學過這方面的內容,現在工作中需要這方面的知識。目前處於兩眼抓瞎,茫然四顧的狀態。
我希望能了解的:
1、現場匯流排與傳統數據傳輸介面之間的區別,比如與RS485之間的區別;
2、現場匯流排的基本架構,一個基本完整的網路架構包括哪些設備;
3、匯流排數據的傳輸方式;
4、軟體編程在匯流排技術中扮演著什麼樣的角色;
5、希望能得到最基本的概念,或者被推薦較為入門級的書籍。


先說一下,什麼是匯流排吧:匯流排將分散的有通信能力的測量控制設備作為網路節點,連接成能相互溝通信息,共同完成自控任務的控制網路。

現場匯流排是應用在生產現場,鏈接智能現場設備和自動化測量控制系統的數字式、雙向傳輸、多分支機構的通信網路。
現場匯流排可採用多種介質(多種有線和無線方式)傳送數字信號。在兩根導線上可掛接多至幾十個自控設備,能節省大量線纜、槽架、連接件。減少系統設計、安裝、維護的工作量
現場匯流排形成真正分散在現場的完整控制系統,提高了控制系統運行的可靠性。豐富了控制設備的信息內容,提供了如閥門動作次數、故障診斷等信息。
為控制信息進入公用數據網路創造了條件,溝通了現場控制設備之間及其與更高控制管理層網路之間的聯繫,便於實現管控一體化
控制網路與數據網路的結合,便於實現信號的遠程傳送與異地遠程自動控制。
現場匯流排是近年來自動化領域中發展很快的互連通信網路,具有協議簡單開放、容錯能力強、實時性高、安全性好、成本低、適於頻繁交換等特點。目前,國際上各種各樣的現場匯流排有幾百種之多,統一的國際標準尚未建立。較著名的有基金會現場匯流排(FF)、HART現場匯流排、CAN現場匯流排、LONWORKS現場匯流排、PROFIBUS現場匯流排、MODBUS、PHEONIX公司的INTERBUS、AS-INTERFACE匯流排等。

現場匯流排技術不僅是一種通信技術,它實際上融入了智能化儀錶、計算機網路和開放系統互連(OSI)等技術的精粹。所有這些特點使得以現場匯流排技術為基礎的現場匯流排控制系統(FCS)相對於傳統DCS系統具有巨大的優越性:       

基於PC、PLC、DCS產品的分散式控制系統,其主要特點之一是,現場層設備與控制器之間的連接是一對一(一個I/O點對設備的一個測控點)所謂I/O接線方式,信號傳遞4-20mA(傳送模擬量信息)或24VDC(傳送開關量信息)信號。

DCS系統主要缺點:
(1)信息集成能力不強: 控制器與現場設備之間靠I/O連線連接,傳送4-20mA模擬量信號或24VDC等開關量信號,並以此監控現場設備。這樣,控制器獲取信息量有限,大量的數據如設備參數、故障及故障紀錄等數據很難得到。底層數據不全、信息集成能力不強,不能完全滿足CIMS系統對底層數據的要求。
(2)系統不開放、可集成性差、專業性不強:除現場設備均靠標準4-20mA/24VDC連接,系統其它軟、硬體通常只能使用一家產品。不同廠家產品之間缺乏互操作性、互換性,因此可集成性差。這種系統很少留出介面,允許其它廠商將自己專長的控制技術,如控制演算法、工藝流程、配方等集成到通用系統中去,因此,面向行業的監控系統很少。
(3)可靠性不易保證:對於大範圍的分散式系統,大量的I/O電纜及敷設施工,不僅增加成本,也增加了系統的不可靠性。
(4)可維護性不高:由於現場級設備信息不全,現場級設備的在線故障診斷、報警、記錄功能不強。另一方面也很難完成現場設備的遠程參數設定、修改等參數化功能,影響了系統的可維護性。

現場匯流排經過14年的紛爭,最後IEC的現場匯流排標準化組織經投票,通過以下這8種現場匯流排成為IEC61158現場匯流排標準,即:FF H1,Control Net,PROFIBUS,INTERBUS,P-Net,World FIP,Swift Net,FF之高速Ethernet即HSE。
其中,P-Net和Swift Net是專用匯流排;
Control Net,PROFIBUS,Wold FIP和INTERBUS是由PLC發展而來的;
而FF和HSE是從傳統DCS發展而來的。
這8種現場匯流排採用的通信協議完全不同,因此,要實現這些匯流排的兼容和互操作是十分困難的。
Profibus:包括PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA
Interbus:採用單一的匯流排,傳輸協議採用標準的TCP/IP協議,整個系統中採用同一數據流,數據傳輸經過SWITCH、ROUTE選擇,而不經過控制器的CPU。
DeviceNet :主要面對底層的設備,使設備直接和車間級控制器相連,而無需再於IO模塊連接。
ControlNet:美Rockwell Automation公司自動化技術研究發展起來的
FF(FieldbusFoundation HighSpeedEthernet):美國FieldbusFoundation基金會採用高速乙太網技術開發的H2現場匯流排。
Modbus:施耐德公司推出的比較簡單,但可靠的一種通訊協議,通過簡單的功能碼就可以完成通訊。
Lonworks:多用於樓宇,是唯一一個覆蓋了7層網路分層的協議,也使其真正實現各層的互連。
CC-link:Control Communication Link,在實時性、分散控制、與智能機器通訊等方面有較好的性能,最高速度10M。
HART:主要用於儀錶,低速通訊
Asi:Actuator Sensor Interface,是一種低速通訊匯流排。AS-Interface (AS-i)是最簡單的網路解決方案,用於製造系統的感測器與執行器連接。它以黃色線纜為標誌,目前已成為「開放」的技術,支持全球一百多個製造商。
AS-Interface 網路為自動化系統底層設備提供了一種廉價的解決方案,可以取代傳統的電纜連接,並可以獨立地進行控制。網路還可以通過網關與其它高層網路連接。不斷增強的功能使得AS-Interface的應用不斷擴展,目前已成為自動化領域廣泛應用的標準之一。
CANopen:ControlAreaNetwork,支持多主,既可構成主從式通信網路也可構成對等式通信網路,同網路上的其它設備之間通信,用於汽車行業離散控制比較多。
ARCnet:Attached Resource Computer,對網路的布線支持最為靈活,支持匯流排型、星型以及分散式星型拓撲結構。
BACnet:Building Automation and Control Networks ,樓宇自動化專用,目前樓宇集成公司的產品都是以此協議為基礎。 各種匯流排各有所長,如PROFIBUS在PLC組網中應用較多,CAN在底層設備上的應用有著鮮明的特點,LONWORKS則具有支持較多的通信介質和全面的上層軟體的特點,ARCNET傳輸速度快,數據量大,支持多種網路拓撲。從控制網路層次上看,若將子系統分成三個層次:設備級、控制級和信息級,則ControlNet、ARCNET多用於控制級,Asi、DeviceNet多用於設備層。


都是兩個線,或四根線連接。。。發送數據的格式 不一樣而已。呵呵


我能不能簡單地理解成每個設備都有一個IP地址。。。。。


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