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时间:2018-04-23
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1、Genius I/O总线在自动控制系统中的应用作者:深圳职业技术学院自动化技术研究所 高素萍关键词:Genius I/O总线,通信,工业局域网 1 引言GeniusI/O总线是美国GEFanuc自动化公司推出的一种工业控制总线,它既是I/O总线又是通信网络,非常适合于大量I/O处理和数据传输。可作为一个网络、或作为一个交换实时信息的高速局域通信网络而进行工作,对安装在不同位置上的I/O系统进行控制。GEFanuc自动化公司的多种产品支持GeniusI/O总线,如PLC90-30、PLC90-70、Ver
2、saMax、FieldControl、PowerMateH和D、GE传动、人机接口软件CIMPLICITYHMI和FrameworX。GeinusI/O总线稳定性极强,适于高速及长距离传送,是一种确定性和开放性的总线,是为工业环境中的可靠通信而设计的,是一种重要的工业应用总线和最具特色的PLC网络通信。Genius是一种将I/O监控系统与信息处理集成于一体的分布式I/O系统。Genius总线已成为分布式I/O的工业标准,引导外设和接口的开发。2 GeniusI/O总线2.1Genius总线结构Geniu
3、sI/O总线结构和传输如图1,适用于不同距离下的高速数据传输,除I/O传输器外,还要求多种总线设备间进行数据传输。(1)Genius总线采用逻辑令牌环作为介质访问控制协议构成,总线上的每个网站都有权获得令牌来发送数据,总线上不存在一个主通信控制器。Genius总线是一种点对点的“令牌总线”系统,在网络中有一种电子“令牌”(Token)传送给每台设备,通过它传输输入和诊断信息。(2)Genius总线提供全局数据(GlobalData)和数据报文(Data地址:北京海淀闵庄路3号清华科技园·玉泉慧谷电话:0
4、10-88856082传真:010-88856082-8008gram)两种类型的信息传送方式。前者可自由收发数据而无需编程,后者是从总线上一台设备送到另一台设备的直接信息传送。(3)Genius总线采用调频(FSK)的方式对数据信号进行调制,即:用高频信号代表0,低频信号代表1。这种调制方式使得Genius总线的抗干扰性得到提高、传输距离增长。(4)Genius总线采用如下方法保证通讯可靠进行:每个数据被编码后,连续发送三次,接收方作三选二表决。接收完一个完整的数据包之后,接收方会对整个数据包作CRC
5、-6环冗余校验,一旦校验失败,数据包会被要求重发。2.2Genius总线特性(1)Genius总线是开放的,通过与其它总线的接口,使用户现存的网络与Genius总线相连。通过加拿大Pro-Log公司的Genius远程接口GRL,可实现Genius与A-B公司的产品的通信;通过HornerElectric公司的GeniusGateway模块GGM,可应用在SCADA系统中,可以与Modbus/RUT的主站通信。(2)Genius总线的互连性已向下扩充到设备一级,具有现场设备级接口。如Pmeumatic公司
6、、Numatics公司的阀可直接由Genius总线进行控制。(3)Genius总线具有与多种计算机操作系统的接口,软件应用具有最大的灵活性,包括基于PC的人机接口软件包及控制和数据采集软件。(4)通信当中出现的总线错误不防碍I/O系统的正常的连续操作和运行。如果发生了总线错误,那么不正确的数据被拒绝,相应的总线故障被报告给主处理器。连接到通讯总线上的所有的设备之间是隔离的。(5)在Genius总线上可以使用几种不同的通信连接方式,如通过光缆接口使用光纤实现通信、通过红外收发器接口实现无线通信、通过汇流环
7、接口实现船用环境的通信。(6)Genius总线支持冗余配置,包括通信电缆和I/O模块。2.3Genius总线技术指标(1)通信速率:153.6Kbit。(2)在不使用中继器的情况下Genius总线最长通信距离可达2.3km。(3)一条总线上最多可连接32台设备,包括计算机、PLC和其它设备。(4)总线支持的物理介质包括双绞线和光纤,总线电缆为单屏蔽双绞线时与地面1500V绝缘,可避免电子噪音的影响。(5)总线扫描时间独立于PLC扫描时间。(6)对每个网站的数据吞吐量为:发送128bytes,接收128b
8、ytes。3 Genius网络的实现3.1Genius总线接口在许多应用中,Genius总线需要与运行在PLC或主计算机上的控制程序交换信息。GEFanuc有多种类型的Genius接口,总线控制器(GBC)、通信模块(GCM)和总线接口单元(GBI),是实现Genius网络的重要环节。GBC支持Genius局域网络、GCM支持对等设备的Genius通信、GBI支持Genius现场总线的实现。GEFanuc自动化产品的Genius总线接口及应
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