A. 什麼是現場匯流排目前有哪五種比較典型的現場匯流排技術
現場匯流排(Field bus)是近年來迅速發展起來的一種工業數據匯流排,也是現在我們工作中提到比較多的名詞,它主要解決工業現場的智能化儀器儀表與控制器主機(網關)等現場設備間的數字通信。按照現場技術使用比較多的分為485匯流排:最早的現場匯流排技術之一,採用半雙工工作方式,支持多點數據通信。為有極性匯流排,拓撲結構為手拉手。
B. 現場匯流排與通訊協議的關系
現場匯流排是連接智能現場設備和自動化系統的全數字、雙向、多站的通信系統。主要解決工業現場的智能化儀器儀表、控制器、執行機構等現場設備間的數字通信以及這些現場控制設備和高級控制系統之間的信息傳遞問題 。可以理解為多個設備之間數據的「高速公路」。但隨應用環境不同,又有很多的不同類型的匯流排。其中應用最為廣泛的如PowerBUS匯流排、485匯流排、CAN匯流排。
而通訊協議又稱通信規程,是指通信雙方對數據傳送控制的一種約定。約定中包括對數據格式,同步方式,傳送速度,傳送步驟,檢糾錯方式以及控制字元定義等問題做 出統一規定,通信雙方必須共同遵守,它也叫做鏈路控制規程。可以理解為「高速公路」中的「交通規則」。當然這種規則也是多種多樣的,其中應用最為廣泛如modbus協議。
C. 現場匯流排技術的簡介
現場匯流排(Fieldbus)是20世紀80年代末、90年代初國際上發展形成的,用於過程自動化、製造自動化、樓宇自動化等領域的現場智能設備互連通訊網路。它作為工廠數字通信網路的基礎,溝通了生產過程現場及控制設備之間及其與更高控制管理層次之間的聯系。它不僅是一個基層網路,而且還是一種開放式、新型全分布控制系統。這項以智能感測、控制、計算機、數字通訊等技術為主要內容的綜合技術,已經受到世界范圍的關注,成為自動化技術發展的熱點,並將導致自動化系統結構與設備的深刻變革。國際上許多有實力、有影響的公司都先後在不同程度上進行了現場匯流排技術與產品的開發。現場匯流排設備的工作環境處於過程設備的底層,作為工廠設備級基礎通訊網路,要求具有協議簡單、容錯能力強、安全性好、成本低的特點 :具有一定的時間確定性和較高的實時性要求,還具有網路負載穩定,多數為短幀傳送、信息交換頻繁等特點。由於上述特點,現場匯流排系統從網路結構到通訊技術,都具有不同上層高速數據通信網的特色。
一般把現場匯流排系統稱為第五代控制系統,也稱作FCS——現場匯流排控制系統。人們一般把50年代前的氣動信號控制系統PCS稱作第一代,把4~20mA等電動模擬信號控制系統稱為第二代,把數字計算機集中式控制系統稱為第三代,而把70年代中期以來的集散式分布控制系統DCS稱作第四代。現場匯流排控制系統FCS作為新一代控制系統,一方面,突破了DCS系統採用通信專用網路的局限,採用了基於公開化、標准化的解決方案,克服了封閉系統所造成的缺陷;另一方面把DCS的集中與分散相結合的集散系統結構,變成了新型全分布式結構,把控制功能徹底下放到現場。可以說,開放性、分散性與數字通訊是現場匯流排系統最顯著的特徵。