为自动化选择工业现场总线 [1]

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1、安徽鑫龙自动化有限公司ANHUIXINLONGELECTRICALCO.,LTD为自动化选择工业现场总线为自动化选择工业现场总线发布时间：2008.03.28阅览次数：152作者：ClarkKinnaird单位：TexasInstruments来源：controlglobalABSTRACTAnimportanttrendinfactoryautomationisthecontinualincreaseinnetworkedinterconnectionbetweensensors,controls,actuatorsandothersystemcomponents.Automati

2、ondesignersfacemanychallengesandtradeoffsinthedevelopmentofasuccessfulnetworksolution.Thispaperdiscussesthenecessarychoicesinselectinganetworktechnologyappropriateforvariousspecificapplications.Technicalconstraintsofseveralcommonfieldbuseswillbecompared,andguidelinesforselectingmediaandprotocol

3、willbediscussed.摘要工厂自动化的一个重要趋势是持续增加在传感器、控制器、执行机构和其他的系统组件之间的网络互连。自动化设计人员在成功的网络解决方案开发中面临很多挑战和折衷。本文讨论了为各种特定应用选择恰当的网络技术的必要选择,比较了几种常见现场总线的技术限制，也讨论了选择媒介和协议。有意的观众是开发联网自动化的系统设计人员，但是他们不熟悉数据传输设计的细节。当选择一种架构、协议并实施时，留给观众的应是常用现场总线总的看法和考虑各种问题的知识。I.引言当为应用选择一种总线网络时，至少出现两种情况。情况一，工程师从一张白纸开始，确定任何最满足应用需要的网络。情况二，工程师

4、不得不确定兼容现有安装的网络。在理想的世界，所有的网络都是兼容的，很容易从一种网络转换到另一种网络。但是实际上互连不同的网络非常困难，因此我们仅留下尚未解决的难题。这导致我们假设情况二网络的选择是预先确定的，因此我们集中在第一种情况。我们寻找比较不同网络的方法，发现很多选择的可能性。特定的比较参数和设计考虑包括：①通信速率和数据延迟②物理互连媒介③抗扰度④比特误差率和总线故障⑤允许的互连长度⑥允许的网络节点数量⑦容易增加额外的节点⑧功耗、成本、可靠性和隔离要求在以下各段中，我们将看到以上列举的几种，讨论为什么每个特点都是自动化网络的关心，9安徽鑫龙自动化有限公司ANHUIXINLON

5、GELECTRICALCO.,LTD为自动化选择工业现场总线在选择恰当现场总线的过程中需要做出什么折衷。我们发现没有通用的答案，但是在优化一个参数的过程中，不得不对其他的参数做出折衷和妥协，如图1所示。图1网络要求是相关的，要求折衷II.工业自动化总线选择一些简短的评论说可用现场总线选择具有交叉性：4-20mA——这种模拟量电流回路网络是慢的但是简单的。它的限制是每个回路只有一个变送器，但是可以有几个接收器。模拟量格式限制了高级功能，但是由于很容易把传感器测量值传送到中心控制器，这仍有广泛的实施。HART——高速可编址远程变送器网络用调制过的信号增大4-20mA回路。虽然数据速率是相

6、当慢，但是它允许数字信息的传输。RS-232——这种标准接口已经出现很长时间了，仍用于很多简单的接口，从而实现系统初始设置、诊断以及其他对时间要求不高的功能。单端网络，RS-232并没有大部分利用差动信号的其他标准相似的抗扰度。RS-485——RS-232和RS-422的衍生物，RS-485电气规范是几种工业网络标准的基础，包括Profibus、Interbus、Modbus等。RS-485的优点是抗扰度、接地抵消、双向、多驱动能力和同线能力。Interbus——基于环的网络，Interbus使用具有点对点连接，全双工通信的RS-485信号去调整双向结构。Interbus的其他差异是

7、使用光纤或红外媒介发信号。Modbus——Modbus有几个差异，最常见的差异是基于RS-485信号。其他的实施包括使用以太网或RS-232。除了工业自动化，它也用于构建控制系统。ProfibusDP——基于RS-485信号技术，ProfibusDP（过程现场总线，分布终端），常用于工厂自动化现场总线网络，特别是在欧洲。Profibus9安徽鑫龙自动化有限公司ANHUIXINLONGELECTRICALCO.,LTD为自动化选择工业现场总线标准确定了协议、