现场总线（PROFIBUS）技能简介（二）

1.2现场总线技能概念

1.2.1现场总线技能
现在，公认的现场总线技能概念描绘如下：现场总线是设备在出产进程区域的现场设备/外表与操控室内的自动操控设备/系统之间的一种串行、数字式、多点通讯的数据总线。其间，”出产进程”包含断续出产进程和接连出产进程两类。
或许，现场总线是以单个涣散的、数字化、智能化的丈量和操控设备作为网络节点，用总线相衔接，完结相互交流信息，一起完结自动操控功用的网络系统与操控系统。

1.2.2现场总线技能发生的含义
（1）现场总线（Fieldbus）技能是完结现场级操控设备数字化通讯的一种工业现场层网络通讯技能；是一次工业现场级设备通讯的数字化革新。现场总线技能可运用一条通讯电缆将现场设备（智能化、带有通讯接口）衔接，用数字化通讯代替4-20mA/24VDC信号，完结现场设备操控、监测、长途参数化等功用。
（2）传统的现场级自动化监控系统选用1对1连线的、4-20mA/24VDC信号，信息量有限，难以完结设备之间及系统与外界之间的信息交流，使自控系统成为工厂中的”信息孤岛”，严峻限制了企业信息集成及企业归纳自动化的完结。
（3）依据现场总线的自动化监控系统选用计算机数字化通讯技能，使自控系统与设备参加工厂信息网络，构成企业信息网络底层，使企业信息沟通的掩盖规模一向延伸到出产现场。在CIMS系统中，现场总线是工厂计算机网络到现场级设备的延伸，是支撑现场级与车间级信息集成的技能根底。

1.2.3依据现场总线的现场级与车间级自动化监控及信息集成系统
依据现场总线技能的现场级与车间级自动化监控及信息集成系统如图1-3所示：

此主题相关图片如下，点击图片看大图：

图3：依据现场总线的现场级与车间级自动化监控及信息集成系统

1.2.4依据现场总线的自动化监控及信息集成系统首要长处
（1）增强了现场级信息集成才能
现场总线可从现场设备获取很多丰厚信息，可以更好的满意工厂自动化及CIMS系统的信息集成要求。现场总线是数字化通讯网络，它不单纯代替4-20mA信号，还可完结设备状况、毛病、参数信息传送。系统除完结长途操控，还可完结长途参数化作业。
（2）开放式、互操作性、互换性、可集成性
不同厂家产品只需运用同一总线规范，就具有互操作性、互换性，因而设备具有很好的可集成性。系统为开放式，答应其它厂商将自己特长的操控技能，如操控算法、工艺流程、配方等集成到通用系统中去，因而，商场上将有许多面向职业特色的监控系统。
（3）系统可靠性高、可维护性好
依据现场总线的自动化监控系统选用总线衔接方法代替1对1的I/O连线，关于大规模I/O系统来说，减少了由接线点构成的不行靠要素。一起，系统具有现场级设备的在线毛病诊断、报警、记载功用，可完结现场设备的长途参数设定、修正等参数化作业，也增强了系统的可维护性。
（4）降低了系统及工程本钱
对大规模、大规模I/O的分布式系统来说，省去了很多的电缆、I/O模块及电缆敷设工程费用，降低了系统及工程本钱。

1.3现场总线规范
现场总线技能得以完结的一个关键问题，是要在自动化职业中构成一个制作商们一起恪守的现场总线通讯协议技能规范，制作商们能依照规范出产品，系统集成商门能依照规范将不同产品组成系统。这就提出了现场总线规范的问题。
世界上闻名自动化产品及现场设备出产厂家，意识到现场总线技能是未来展开方向，纷繁结成企业联盟，推出自己的总线规范及产品，在商场上培育用户、扩大影响，并活跃支撑世界规范安排拟定现场总线世界规范。能否使自己总线技能规范在未来世界规范中占有较大比例成份，关系到该公司相关产品出路、用户的信赖及企业的声誉。而前史经历证明：世界规范都是选用一个或几个商场上最成功的技能为根底。因而，各大世界公司在拟定现场总线世界规范中的竟争，表现了各公司在技能领先地位上的竞赛，而其终究仍是要归结到商场实力的竞赛。
听说现在世界上现有各种总线及总线规范不下二百多种。具有必定影响和已占有必定商场比例的总线有如下几种：
1.3.1PROFIBUS现场总线
1996年3月15日同意为欧洲规范，即DIN50170V.2。PROFIBUS产品在世界商场上已被遍及承受，商场比例占欧洲首位，年增长率25%。现在支撑PROFIBUS规范的产品超越1500多种，别离来自世界上250多个出产厂家。在世界规模内已设备运转的PROFIBUS设备已超越200万台，到1998年5月，适用于进程自动化的PROFIBUS-PA外表设备在19个国家的40个用户厂家投入现场运转。
1985年组成了PROFIBUS世界支撑中心；1989年12月建立了PROFIBUS用户安排（PNO）。现在在世界各地相继组成了20个区域性的用户安排，企业会员近650家。1997年7月组成了我国现场总线（PROFIBUS）专业委员会，并筹建现场总线PROFIBUS产品演示及认证的试验室。
PROFIBUS首要运用范畴有：
.制作业自动化：轿车制作（机器人、装配线、冲压线等）、造纸、纺织。
.进程操控自动化：石化、制药、水泥、食物、啤酒。
.电力：发电、输配电。
.楼宇：空调、风机、照明。
.铁路交通：信号系统
1.3.2FF现场总线
1994年由ISP基金会和WorldFIP(北美)两大集团兼并建立FF基金会，其主旨
在于开宣布契合IEC和ISO规范的、仅有的世界现场总线（FundationFieldbus）。低速总线（H1）协议已于1996年宣布。已完结开发的高速总线（H2）拟于1998年内宣布。1997年5月建立了我国现场总线（FF）专业委员会，并筹建FF现场总线产品认证中心。
现在，FF现场总线的运用范畴以进程自动化为主。如：化工、电力厂试验系统、废水处理、油田等职业。
1.3.3LONWORKS总线
LONWORKS现场总线全称为LONWORKSNetWorks,即分布式智能操控网络技能，希望推出可以合适各种现场总线运用场合的测控网络。现在LONGWORKS运用规模广泛，首要包含工业操控、楼宇自动化、数据收集、SCADA系统等。国内首要运用于楼宇自动化方面。
1.3.4CANBUS现场总线
CANBUS现场总线已由ISO/TC22技能委员会同意为世界规范IOS11898（通讯速率小于1Mbps）和ISO11519（通讯速率小于125Kbps）。CANBUS首要产品运用于轿车制作、公共交通车辆、机器人、液压系统、涣散型I/O。另外在电梯、医疗器械、东西机床、楼宇自动化等场合均有所运用。
1.3.5WorldFIP现场总线
90~91年FIP现场总线成为法国国家安全规范。96年成为欧洲规范（EN50170V.3）。下一步方针是接近IEC规范，现在技能上已做好充分准备。WorldFIP世界安排在北京设有办事处，即WorldFIP我国信息中心，担任我国的技能支撑。
WorldFIP现场总线选用单一总线结构来习惯不同运用范畴的需求，不同运用范畴选用不同的总线速率。进程操控选用31.25Kbit/s,制作业为1Mbit/s,驱动操控为1-2.5Mbit/s。选用总线裁定器和优先级来办理总线上（包含各支线）的各操控站的通讯。可进行1对1、1对多点（组）、1对整体等多重通讯方法。在运用系统中，可选用双总线结构，其间一条总线为备用线，增加了系统运转的安全性。
WorldFIP现场总线适用规模广泛，在进程自动化、制作业自动化、电力及楼宇自动化方面都有很好的运用。
1.3.6P-NET现场总线
P-NET现场总线筹建于己于1983年。1984年推出选用多重主站现场总线的第一批产品。1986年通讯协议中参加了多重网络结构和多重接口功用。1987年推出P-NET的多重接口产品。1987年P-NET规范成为开放式的完好规范，成为丹麦的国家规范。1996年成为欧洲总线规范的一部分（EN50170V.1）。1997年组成世界P-NET用户安排，现有企业会员近百家，总部设在丹麦的Siekeborg，并在德国、英国、葡萄牙和加拿大等地设有区域性安排分部。
P-NET现场总线在欧洲及北美区域得到广泛运用，其间包含石油化工、动力、交通、轻工、建材、环保工程和制作业等运用范畴。

1.4怎么面临很多的现场总线规范
面临世界上各种门户的现场总线及规范，为深入研讨国外先进的现场总线技能，推进我国现场总线技能和产品的研讨开发，构成契合我国国情的和实践的规范系统，维护我国出产企业和用户的出资效益，我国外表规范化职业的主管单位-仪器外表归纳技能经济研讨所遵从规范化作业程序，于己于1998年7月22日至多3日在北京我国科技礼堂举办了”现场总线的规范化与我国自动化技能展开”研讨会。会议邀请了PROFIBUS、FF、WorldFIP、P-NET世界安排专家代表，介绍了世界盛行现场总线技能及规范化状况。研讨会上中外专家就现场总线世界规范化的展开展开了热列评论，并提出以下见地与定见：
(1)希望IEC能尽早按预期方针完结一致规范的拟定。
(2)按现在进展估量，近年内IEC很难完结预期方针。
(3)现在IEC提出的主张计划只限于进程自动化，难于满意其它运用范畴要求，不行能成为仅有规范，很可能构成多种规范系统共存。
(4)在一致规范框架下做多种通讯协议接口，可能是一致规范的一种合适的解决计划。
对我国展开现场总线技能方针，专家和代表们以为，结合我国国情，一方面应活跃盯梢IEC世界规范化的展开，展开我国的技能研讨和产品开发。另一方面在一致的IEC规范未构成之前，活跃展开对其它先进的现场总线技能研讨，特别是对已有老练运用经历、运用范畴掩盖面大的现场总线技能的盯梢研讨。

1.5对面临挑选的用户谈个人观点并提出主张
从用户视点动身，怎么面临很多现场总线规范作出挑选，笔者在此宣布个人观点，并提出一点主张以供用户参阅。
（1）规范？从规范展开的前史看，谁的技能将成为世界规范，或在世界规范中占有较大成份，首要取决于它在实践运用中获得多大的效果，取决于该项技能及产品在世界商场上的占有比例。也就是说，谁能占有商场谁将得全国。另一方面，世界规范化安排依据科学技能飞速展开现状及厂商用户对规范拟定的要求，对规范的拟定及同意手续作出相应的改动，即简化了规范的拟定程序和手续，并供认存在所谓事实上的规范，即那些在商场中已占有较大比例、具有很大的用户成功运用经历的技能规范，如咱们熟知的TCP/IP通讯协议规范。
（2）挑选总线？在现在世界上现场总线群雄并起局势下，用户应从实践运用工程特色动身去挑选。由于没有一种可一应俱全、合适一切运用范畴的现场总线技能。应着重调查这种总线在本职业中的运用成绩。如制作业自动化、电力自动化及进程操控自动化三个范畴，在数据实时呼应要求方面就大不一样。
（3）挑选产品？用户应尽量挑选世界知名度大、具有用户多、产品运用根底好的公司产品，由于这些公司的现场总线技能被世界规范采用的可能性大。即便没有被世界规范采用，大公司为考虑诺言，会提出原有技能与世界规范的接口，而不会置公司诺言于不论，丢掉老客户不论。
（4）活跃盯梢、勇于进步！假如由于世界IEC还没有一致现场总线规范，就不敢运用这项先进技能是大可不必的。这将会使企业损失一次尽早进步企业自动化水平的机遇，或损失一次进步本企业产品水平的机遇，然后导致企业在未来同行竞赛中处于下风。世界IEC要一致现场总线规范不是一朝一夕的事，坐等机遇消逝为下策，只要活跃盯梢、英勇进步方为企业展开上策。