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摘 要:现场总线是一种具有开放性特征的通信系统,由于其具有数字化、双向等特点,所以,在近几年来得到了较为广阔的发展空间。在本文的研究过程当中,主要立足于当前我国现场总线技术发展现状,从多方面着手,分析了其最新进展状况,进而提出发展策略。
关键词:现场总线;标准;以太网;体系结构
现场总线对于自动化技术的影响是较为明显的,这也是提高自动化系统整体水平的基础技术,从而对于国民经济产生较大地影响。关于这项技术的研究,一直在国际上受到了广泛地关注,因此,有效发展我国的现场总线技术与产品已经刻不容缓。
1 现场总线技术的相关概述
当前,国际上所存在的現场总线一共有几百种,所以,尚且没有建立起来较为完善的国际标准。就当前国内外在这一领域的应用现状来看,其中不仅涉及基金会现场总线,还有法国的WorldFIP现场总线,德国的CAN现场总线、PROFIBUS现场总线等方面。因此,采用计算机进行智能化管理,从而有效实现数据的集中处理,最大程度上保证新型生产过程控制系统的完善与优化。相比于其他的行业,这一行业相对来说是比较保守的,尽管研发出来了新的产品,而新产品很难在一定时间内得到用户的支持和接收。与此同时,现场总线新产品的开发,与传统产品之间也存在着较为明显的不同之处,对于这一领域来说,更多的会从整体性的角度着手,对于相关的系统性能提高进行改善,从整体上加强配合。在这种综合性的配合之下,计算机软件的运行能够保证控制系统应用理论的深入,对于这一方面来讲,传统产品很难实现。
2 现场总线技术的特征
首先,现场总线技术的存在能够将数据传输的效率提升到一定程度上来,在一定时期之内实现了数据响应,从而具有较大的抗干扰能力。对于网络数据通信,一般采用的是基带传输,所以,传输速率相对来说较高,因此,具有较高的实时性和抗干扰能力。
现场设备具有智能化和功能自治性,一方面,由于现场总线技术具有传感曾亮功能和补偿计算功能等方面,这些功能会分散到现场设备当中。所以,单纯依赖于现场设备,就能够在一定程度上实现自动控制,保证设备的运行状态较为优良。
现场总线技术具有开放式互连结构,并且具有一定的互操作性,在遵守同一通信协议之下,从而保证不同厂家的现场设备产品处于一个统一的状态之中。
3 现场总线技术的最新进展
3.1 CAN总线
关于CAN总线由德国Boasch公司开发,其主要的存在属性是一种串行通信协议,主要解决现代汽车当中的数据交换,包括众多控制和测试仪器之间的数据交换。为后期的发展过程当中,这一技能也被逐渐应用到其他领域当中。目前,CAN总线也是当前国际当中唯一被批准的国际标准现场总线。需要注意的是,在一些生产商当中,尤其是微处理器的生产商方面,也在微处理器芯片当中附加了CAN总线的接口。在其他现场总线的协议芯片运用上,主要采用的是专用芯片的供应,这样一来,在成本方面,CAN总线也具有一定的成本层面上的优势,所以,在抗干扰能力方面,这项技术具有着一定的特色。
3.2 LonWorks总线
由美国的Echelon公司所推出的现场总线技术,其主要特征是基于嵌入式神经元芯片,在后期的发展过程当中,这项技术的应用范围也被得到了不断地拓展和延伸。并且,最为显著的是这项技术以OSI为参考模型,当前,这在工业控制网络当中,是极为罕见内,所以,这也是比较通用的系统。
3.3 PROFIBUS总线
和其他技术相比较,这项技术的显著优势体现在成熟性和完整性等方面,正是因为如此,其在市场当中也得到了一定的地位。在多年市场竞争之下,该公司经过了不断的发展,发布了欧洲现场总线的标准EN50170,它是目前中国唯一的现场总线国家标准。
4 现场总线技术的未来发展前景
尽管全球范围内已经对于已经对于这一领域进行了不断的完善和发展,但是尚且没有建立起来统一的标准,但是当前多种类型的现场总线也是数不胜数,与此同时,也必然需要对于接口产品进行大量地开发和使用,只有这样,才能够真正满足当前存在着不同的工程的需要。当前所存在的现场总线类型比较多,如果对它们当中进行任意两种的组合,并将其进行一个智能化的配电运用,但是这种情形之下所产生的接口产品有二十多种,而在一个系统当中,一般指存在着两种或者是3种的现场总线产品。对于一些企业来说,一般存在着产品的兼容性问题,但是所得到的效果并不是很明显。伴随着相关技术的高速发展,相关的通信接口产品也在不断增多,这对于相应系统的可靠性也有着一定程度上的要求,所以,在整个系统工程设计过程当中,如果单一采用一种智能化产品,往往与现实的需求并不契合,而如何解决这一问题已经受到了广泛地关注。
5 结语
当前,多种形式的现场总线协议,已经存在于控制领域当中,在一段时间当中,一般会同时存在着多种现场总线共存的现象,为了能够解决这一问题,应当予以高度重视。从理论层面上来看,现场总线技术在当今的自动化领域当中受到了一定的关注,对于自动化行业来说,应当完善系统建设,从而推动出来具有自动知识产权的工业化产品。
参考文献
[1]缪学勤.现场总线技术最新进展与我们的对策[A].工业仪表与自动化学术会议[C].2000:85.
[2]刘曙光.现场总线技术的进展与展望[J].自动化与仪表,2000,(3):1-6.
[3]夏继强,邢春香,耿春明,等.工业现场总线技术的新进展[J].北京航空航天大学学报,2004,30(4):358-362.
[4]王再英.现场总线最新进展及对仪表控制技术的影响[J].西安科技大学学报,1998,(a09):160-162.
(作者单位:重庆工业职业技术学院)
关键词:现场总线;标准;以太网;体系结构
现场总线对于自动化技术的影响是较为明显的,这也是提高自动化系统整体水平的基础技术,从而对于国民经济产生较大地影响。关于这项技术的研究,一直在国际上受到了广泛地关注,因此,有效发展我国的现场总线技术与产品已经刻不容缓。
1 现场总线技术的相关概述
当前,国际上所存在的現场总线一共有几百种,所以,尚且没有建立起来较为完善的国际标准。就当前国内外在这一领域的应用现状来看,其中不仅涉及基金会现场总线,还有法国的WorldFIP现场总线,德国的CAN现场总线、PROFIBUS现场总线等方面。因此,采用计算机进行智能化管理,从而有效实现数据的集中处理,最大程度上保证新型生产过程控制系统的完善与优化。相比于其他的行业,这一行业相对来说是比较保守的,尽管研发出来了新的产品,而新产品很难在一定时间内得到用户的支持和接收。与此同时,现场总线新产品的开发,与传统产品之间也存在着较为明显的不同之处,对于这一领域来说,更多的会从整体性的角度着手,对于相关的系统性能提高进行改善,从整体上加强配合。在这种综合性的配合之下,计算机软件的运行能够保证控制系统应用理论的深入,对于这一方面来讲,传统产品很难实现。
2 现场总线技术的特征
首先,现场总线技术的存在能够将数据传输的效率提升到一定程度上来,在一定时期之内实现了数据响应,从而具有较大的抗干扰能力。对于网络数据通信,一般采用的是基带传输,所以,传输速率相对来说较高,因此,具有较高的实时性和抗干扰能力。
现场设备具有智能化和功能自治性,一方面,由于现场总线技术具有传感曾亮功能和补偿计算功能等方面,这些功能会分散到现场设备当中。所以,单纯依赖于现场设备,就能够在一定程度上实现自动控制,保证设备的运行状态较为优良。
现场总线技术具有开放式互连结构,并且具有一定的互操作性,在遵守同一通信协议之下,从而保证不同厂家的现场设备产品处于一个统一的状态之中。
3 现场总线技术的最新进展
3.1 CAN总线
关于CAN总线由德国Boasch公司开发,其主要的存在属性是一种串行通信协议,主要解决现代汽车当中的数据交换,包括众多控制和测试仪器之间的数据交换。为后期的发展过程当中,这一技能也被逐渐应用到其他领域当中。目前,CAN总线也是当前国际当中唯一被批准的国际标准现场总线。需要注意的是,在一些生产商当中,尤其是微处理器的生产商方面,也在微处理器芯片当中附加了CAN总线的接口。在其他现场总线的协议芯片运用上,主要采用的是专用芯片的供应,这样一来,在成本方面,CAN总线也具有一定的成本层面上的优势,所以,在抗干扰能力方面,这项技术具有着一定的特色。
3.2 LonWorks总线
由美国的Echelon公司所推出的现场总线技术,其主要特征是基于嵌入式神经元芯片,在后期的发展过程当中,这项技术的应用范围也被得到了不断地拓展和延伸。并且,最为显著的是这项技术以OSI为参考模型,当前,这在工业控制网络当中,是极为罕见内,所以,这也是比较通用的系统。
3.3 PROFIBUS总线
和其他技术相比较,这项技术的显著优势体现在成熟性和完整性等方面,正是因为如此,其在市场当中也得到了一定的地位。在多年市场竞争之下,该公司经过了不断的发展,发布了欧洲现场总线的标准EN50170,它是目前中国唯一的现场总线国家标准。
4 现场总线技术的未来发展前景
尽管全球范围内已经对于已经对于这一领域进行了不断的完善和发展,但是尚且没有建立起来统一的标准,但是当前多种类型的现场总线也是数不胜数,与此同时,也必然需要对于接口产品进行大量地开发和使用,只有这样,才能够真正满足当前存在着不同的工程的需要。当前所存在的现场总线类型比较多,如果对它们当中进行任意两种的组合,并将其进行一个智能化的配电运用,但是这种情形之下所产生的接口产品有二十多种,而在一个系统当中,一般指存在着两种或者是3种的现场总线产品。对于一些企业来说,一般存在着产品的兼容性问题,但是所得到的效果并不是很明显。伴随着相关技术的高速发展,相关的通信接口产品也在不断增多,这对于相应系统的可靠性也有着一定程度上的要求,所以,在整个系统工程设计过程当中,如果单一采用一种智能化产品,往往与现实的需求并不契合,而如何解决这一问题已经受到了广泛地关注。
5 结语
当前,多种形式的现场总线协议,已经存在于控制领域当中,在一段时间当中,一般会同时存在着多种现场总线共存的现象,为了能够解决这一问题,应当予以高度重视。从理论层面上来看,现场总线技术在当今的自动化领域当中受到了一定的关注,对于自动化行业来说,应当完善系统建设,从而推动出来具有自动知识产权的工业化产品。
参考文献
[1]缪学勤.现场总线技术最新进展与我们的对策[A].工业仪表与自动化学术会议[C].2000:85.
[2]刘曙光.现场总线技术的进展与展望[J].自动化与仪表,2000,(3):1-6.
[3]夏继强,邢春香,耿春明,等.工业现场总线技术的新进展[J].北京航空航天大学学报,2004,30(4):358-362.
[4]王再英.现场总线最新进展及对仪表控制技术的影响[J].西安科技大学学报,1998,(a09):160-162.
(作者单位:重庆工业职业技术学院)