http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-24 17:33:21 來源:GK工業設計
目前國際上有40多種現場總線,但沒有任何一種現場總線能覆蓋所有的應用麵,按其 傳輸數據的大小可分為3類:傳感器總線(sensorbus),屬於位傳輸;設備總線(devicebus),屬於字節傳輸;現場總線,屬於數據流傳輸。下麵讓我一起去認識主要的幾種總線。
一、FF現場總線

FF現場總線基金會是由WORLDFIPNA(北美部分,不包括歐洲)和ISPFoundation於1994年6月聯合成立的,它是一個國際性的組織,其目標是建立單一的、開放的、可互操作的現場總線國際標準。這個組織給予了IEC現場總線標準起草工作組以強大的支持。這個組織目前有l00多成員單位,包括了全世界主要的過程控製產品及係統的生產公司。1997年4月這個組織在中國成立了中國儀協現場總線專業委員會(CFC)。致力於這項技術在中國的推廣應用。FF成立的時間比較晚,在推出自己的產品和把這項技術完整地應用到工程上相對於PROFIBUS和WORLDFIP要晚。但是正由於FF是1992年9月成立的,是以FisherRosemount公司為核心的ISP(可互操作係統協議)與WORLDFIPNA兩大組織合並而成的,因此這個組織具有相當實力:目前FF在IEC現場總線標準的製訂過程中起著舉足輕重的作用。
二、LonWorks
LonWorks現場總線是美國埃施朗於1992年推出的局部操作網絡,最初主要用於樓宇自動化,但很快發展到工業現場網。LonWorks技術為設計和實現可互操作的控製網絡提供了一套完整、開放、成品化的解決途徑。LonWorks技術的核心是神經元芯片(NeuronChip)。該芯片內部裝有3個微處理器:MAC處理器完成介質訪問控製;網絡處理器完成OSI的3~6層網絡協議;應用處理器完成用戶現場控製應用。它們之間通過公用存儲器傳遞數據。在控製單元中需要采集和控製功能,為此,神經元芯片特設置11個I/O口。這些I/O口可根據需求不同來靈活配置與外圍設備的接口,如RS232、並口、定時/計數、間隔處理、位I/O等。
LON總線則綜合了當今現場總線的多種功能,同時具備了局域網的一些特點,使得它被廣泛地應用於航空/航天,農業控製、計算機/外圍設備、診斷/監控、電子測量設備、測試設備、醫療衛生、軍事/防衛、辦公室設備係統、機器人、安全警衛、保密、運動/遊藝、電話通信、運輸設備等領域。其通用性表明,它不是針對某一個特殊領域的總線,而是具有可 將不同領域的控製係統綜合成一個以LONWORKS為基礎的更複雜係統的網絡技術。
三、Profibus

Profibus是作為德國國家標準DIN19245和歐洲標準prEN50170的現場總線。ISO/OSI模型也是它的參考模型。由Profibus-Dp、Profibus-FMS、Profibus-PA組成了Profibus係列。DP型用於分散外設間的高速傳輸,適合於加工自動化領域的應用。FMS意為現場信息規範,適用於紡織、樓宇自動化、可編程控製器、低壓開關等一般自動化,而PA型則是用於過程自動化的總線類型,它遵從IEC1158-2標準。該項技術是由西門子公司為主的十幾家德國公司、研究所共同推出的。它采用了OSI模型的物理層、數據鏈路層,由這兩部分形成了其標準第一部分的子集,DP型隱去了3~7層,而增加了直接數據連接擬合作為用戶接口,FMS型隻隱去第3~6層,采用了應用層,作為標準的第二部分。PA型的標準目前還處於製定過程之中,其傳輸技術遵從IEC1158-2(1)標準,可實現總線供電與本質安全防爆。
四、CAN總線
控製器局域網(CAN)最早由Bosch公司於1985nianyanfa,yongyudajiancheneiwangluo。zaicizhiqian,qicheshengchanshangshiyongdianduidianbuxianxitonglianjiecheneidianzishebei。dansuizhecheneidianzishebeidezengduo,zhezhongbuxianxitongxuyaodelianxianyeyuelaiyueduo,shixitongbiandejibenzhongyouanggui。yushi,shengchanshangkaishishiyongcheneiwangluolaitidaidianduidianbuxianxitong,yijiangdibuxiandechengben、複雜度,以及係統重量。在此背景下,CAN作為一種構建智能設備網絡的高集成度串行總線係統應運而生,成為車內網絡的標準。由此,CAN在汽車業界迅速普及,於1993年成為國際標準(ISO 11898)。1994年後,數個CAN的高層協議標準形成,如CANopen和DeviceNet。這些新增協議也為其他市場廣泛接受,現已成為工業通信標準的一部分。
CAN最初是在汽車領域誕生的,因此最常見的應用就是車內電子網絡。然而在過去的二十年,越來越多的行業認識了CAN的可靠性和優勢,將CAN總線應用在許多其他場合。例如有軌電車、地鐵、輕軌及長途列車等都應用了CAN網絡。在這些車輛中,均可發現發現多種CAN構建的網絡,如連接車門單元、刹車控製器、客流計數單元等。在航空領域亦可發現CAN的應用,如飛行狀態傳感器、導航係統以及座艙中的計算機。此外,在航天應用中也能看到CAN總線的身影,如飛行數據分析和飛行器引擎控製係統(燃料係統、泵、線性執行器等)。
五、Devicenet

Devicenet是90年代中期發展起來的一種基於CAN(Controller Area Network)技術的開放型、符合全球工業標準的低成本、高性能的通信網絡,最初由美國Rockwell公司開發應用。
Devicenet的許多特性沿襲於CAN,CAN總線是一種設計良好的通信總線,它主要用於實時傳輸控製數據。DeviceNet的主要特點是:短幀傳輸,每幀的最大數據為8個字節;無破壞性的逐位仲裁技術;網絡最多可連接64個節點;數據傳輸波特率為125kb/s、250kb/s、 500kb/s;點對點、多主或主/從通信方式;采用CAN的物理和數據鏈路層規約。
六、HART總線

HART,即可尋址遠程傳感器高速通道協議。上世紀80年代時,由於多數儀表用戶希望能夠獲得一種兼容4~20mA模擬信號的數字通訊標準,HART應運而生。1986年,艾默生旗下洛斯蒙德推出這一標準。
HART協議采用基於Bell202標準的FSK頻移鍵控信號,在低頻的4-20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA的音頻數字信號進行雙向數字通訊,數據傳輸率為1.2kbps。由於FSK信號的平均值為0,不影響傳送給控製係統模擬信號的大小,保證了與現有模擬係統的兼容性。在HART協議通信中主要的變量和控製信息由4-20mA傳送,在需要的情況下,另外的測量、過程參數、設備組態、校準、診斷信息通過HART協議訪問。
七、CClink

CC-Link即ji控kong製zhi與yu通tong信xin鏈lian路lu係xi統tong,由you三san菱ling為wei主zhu導dao的de多duo家jia公gong司si共gong同tong推tui出chu,是shi一yi種zhong開kai放fang式shi現xian場chang總zong線xian,其qi數shu據ju容rong量liang大da,通tong信xin速su度du多duo級ji可ke選xuan擇ze,而er且qie它ta是shi一yi個ge複fu合he的de、開放的 、適應性強的網絡係統,能夠適應於較高的管理層網絡到較低的傳感器層網絡的不同範圍。
八、WorldFIP
WorldFIP是歐洲標準的組成部分 WorldFIP是歐洲標準EN50170的三個組成部分之一(Volume3),是在法國標準FIP-C46-601/C46-607的基礎上采納了IEC物理層國際標準(1158-2)發展起來的,由三個通信層組成。WorldFIP的顯著特點是為所有的工業和過程控製提供帶有一個物理層的單一現場總線。底層控製係統、製造係統和驅動係統都可直接連到控製一級的WorldFIP總線上,毋需采用將RS485和其它低速總線相混和的方式來接連底層設備以實現同樣的功能。
九、Interbus

INTERBUS作為IEC61158標準之一,廣泛地應用於製造業和機器加工行業中,用於連接傳感器/執行器的信號到計算機控製站,是一種開放的串行總線係統。INTERBUS總線於1984年推出,其主要技術開發者為德國的Phoenix Contact公司。INTERBUS Club是INTERBUS 設備生產廠家和用戶的全球性組織,目前在17個國家和地區設立了獨立的Club組織,共有500多個成員。
INTERBUS總線包括遠程總線網絡和本地總線網絡,兩種網絡傳送相同的信號但電平不同。遠程總線網絡用於遠距離傳送數據,采用RS-485傳輸,網絡本向不供電,遠程網絡采用全雙工方式進行通訊,通訊速率為500k/s。本地總線網絡連接到遠程網絡上,網絡上的總線終端BT(BUS Terminal)上的BK模塊負責將遠程網絡數據轉換為本地網絡數據。