如今,随着“工业4.0”战略的展开,计算机技术、通信技术、IT技术的发展已渗透到工业控制领域。最重要的表现是工业现场总线技术和工业以太网技术。其中,工业现场总线技术特别是以太网技术的广泛使用,给自动化技术带来了深刻的变革。那么,工业以太网和现场总线技术各有哪些优缺点呢?
现场总线
现场总线是一种数字化、双向传输、多分支的通信网络,用于生产现场连接智能现场设备和自动化测控系统。它是一种工业数据总线,是自动化领域的底层数据通信网络。
控制成分
1、现场总线控制系统
其软件是系统的重要组成部分。控制系统的软件包括组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件。首先选择开发组态软件和控制操作人机界面软件MMI。通过组态软件,完成功能块之间的连接、选择功能块参数以及进行网络配置。网络运行过程中,系统实时采集数据,进行数据处理和计算。优化控制及逻辑控制报警、监控、显示、报表等。
2、现场总线测量系统
其特点是多变量高性能测量,使得测量仪器具有更多的计算能力等功能。由于采用数字信号,因此具有高分辨率、高精度、抗干扰和抗失真能力强,同时也具有仪器设备的地位。信息,可以调整处理。
3、设备管理系统
它可以提供设备本身和过程的诊断信息、管理信息、设备运行状态信息(包括智能仪表)以及制造商提供的设备制造信息。
4、总线系统计算机服务模块
客户端/服务器模式是目前较为流行的网络计算机服务模式。服务器代表数据源(提供者),应用程序客户端代表数据消费者,从数据源获取数据并进一步处理。来宾计算机在PC 或工作站上运行。服务器运行在小型机或大型机上,利用双方的智能、资源和数据来完成任务。
5.数据库
它可以有组织、动态地存储大量的相关数据和应用,实现数据的充分共享和交叉访问,具有高度的独立性。工业设备在运行过程中参数不断变化,数据量大,对运行和控制的实时性要求很高。从而形成了一个可以相互访问、操作的分布式关系、实时数据系统。
6.网络系统软硬件
网络系统硬件:系统管理主机、服务器、网关、协议转换器、集线器、用户计算机等底层智能仪表
网络系统软件:NetWarc、LAN Mangger、Vines
服务器操作软件:Lenix、os/2、windowNT、应用软件数据库、通信协议、网络管理协议等。
巴士分类
目前世界上约有四十种现场总线。这些现场总线大多数用于过程自动化、医药、加工制造、交通运输、国防、航空航天、农业和建筑。目前的工业总线网络可分为三种类型: 类别:485网络、HART网络、FieldBUS现场总线网络。
485网络:RS485/MODBUS是一种流行的工业联网方式。其特点是实现简单方便,支持RS485的仪表很多。如今,仪器制造商也转而支持RS485/MODBUS。原因很简单。 RS485转换接口不仅价格便宜,而且种类繁多。至少在低端市场,RS485/MODBUS仍将是最重要的工业联网方式。
HART网络:HART是艾默生提出的过渡性总线标准。其主要功能是将数字信号叠加在4-20 mA 电流信号之上。然而,该协议并不是真正开放的。你必须加入他的基金会才能获得协议。加入基金会需要缴纳一定的费用。 HART技术主要被国外几家大公司垄断。近年来国内也有企业在做,但还没有达到国外企业的水平。现在很多智能仪表都带有【HART圆形卡】,支持HART通讯功能。但从国内情况来看,这部分功能还没有真正用于设备网络监控。最多就是用手持终端来设置参数。从长远来看,由于HART通信速率低、组网困难等原因,HART仪表的应用将呈现下降趋势。
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新时代的开始。现场总线是连接控制现场仪表和控制室控制设备的数字、串行、多站通信网络。其关键标志是能够支持双向、多节点、总线式全数字通信。现场总线技术已成为近年来世界自动化和仪器仪表发展的热点。它的出现给传统控制系统结构带来了革命性的变化,使自动控制系统走向“智能化、数字化、信息化、网络化、分散化”。进一步向“集成”方向前进,形成新型网络通讯全分布式控制系统——现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System)。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等标准并存,各有各的生存空间。何时能统一,还很遥远。目前支持现场总线的仪表种类相对较少,选择余地较小,价格较高,使用量较小。
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