現場匯流排協議
1. 求PLC通訊的具體含義,以及通訊協議與現場匯流排的區別和聯系。說通俗點,通訊是內置設定的參數,
現場匯流排的話指的是整個控制系統的網路,通訊協議就是整個網路裡面用的協議。
一般組網的話,想cc-link現場匯流排用的就是cc-link通訊協議,Profibus現場匯流排用的DP協議。
有問題可以追問,希望可以幫到你
2. 通信匯流排和通信協議的區別(用通俗的語言解釋)!
通訊匯流排往往指的是硬體。而通訊協議則是跑在硬體上的軟體。
很多匯流排都支持不同的協議,但不可能是所有。
例如MODBUS協議可以用在傳統的RS485,也可以用在施工更有優勢的POWERBUS匯流排上。
當然可以。
用於工業現場控制的CAN-HDLC網關,包括CAN匯流排物理介面、AT91SAM7A3處理器和HDLC控制模塊,各模塊間通過內部匯流排雙向通信。該網關是一種將成本低廉的CAN現場匯流排和符合ISO13239協議標準的HDLC相結合的數據交換工具
3. 現場匯流排與工業乙太網的區別
現場匯流排一般應用於低速的大規模聯網,常用的硬體介面為POWERBUS,RS485,CAN等,常用的軟體為MODBUS或者自內擬的簡單應容答輪訓式。聯網成本低。
工業乙太網一般用TCP/IP協議,常見的硬體介面為網口。聯網成本高。
簡單一點說,現場匯流排,也就是最接近生產工具(機床、電機等)的控制設備,這些設備的控制通常是由繼電器、PLC和變頻器等來控制的,他們通常走的協議(相當於2個人講話用同一種語言一樣)是232、485和CC-Link等等。
而工業乙太網,則是一種傳輸數據的方式。
總結:現場匯流排主要是用來 作控制用,乙太網只是為了傳輸數據。
如果要把現場匯流排的數據進行分析或人工干預的話,那麼在現場匯流排與工業乙太網之間加一個網關(通常是一個串口伺服器之類的東西),這樣現場匯流排的數據就可以進入乙太網了,然後就可以和電腦進行通訊了。
4. modbus通信協議和現場匯流排有何區別
現場匯流排與普通通信網路有著重要區別,即要求信號的實時性很高,在回幾毫秒~幾十毫秒答之間。
現場匯流排是包含從應用層協議到傳輸層協議的總成。目前國際標準的現場匯流排居然有16種之多(利益紛爭使然!),標准泛多的結果就是沒有統一標准。
modbus通信協議是應用層協議(第七層),它目前可以用於3種通信網路:1)用於串列口通信網路,傳輸模式為modbus RTU和modbus ASCII;2)用於乙太網口通信網路,傳輸模式為modbus TCP;3)用於高速鏈路網路,傳輸模式為modbus PLUS。
包括modbus協議在內,有很多種通信協議都可以用於現場匯流排。modbus PLUS就是一種現場匯流排,而modbus RTU/ASCII、modbus TCP只是低速的普通通信網路。
5. 為什麼大多數現場匯流排協議只包含OSI的1 ,2,7層
沒有必要7層都要。3-6層濃縮在第二層的數據鏈路層和第七層的應用層中。
6. 什麼是現場匯流排
現場匯流排控制系統(FCS)是信息數字化、控制分散化、系統開放化和設備間相互可操作的新一代自動化控制系統。它具有完全的開放性,在遵循統一的技術標准條件下,用戶可以把不同品牌功能相同的產品集成在同一個控制系統內,構成一個集成的現場匯流排控制系統,在同一個系統內具有相同功能的不同產品之間能夠進行自由的相互替換,使用戶具有了自動化控制設備選擇和集成的主動權。現場匯流排控制系統真正實現了現場設備智能化,徹底的控制分散化,使微灌控制系統功能不需要依賴控制中心的計算機或主控制裝置,可以就近在現場完成控制功能,簡化了系統結構,提高了可靠性和方便性。採用數字化通信,提高了信號傳輸的可靠性和精度,利用現場匯流排控制技術能夠形成完全分散、全數字化的微灌控制網路。
現場匯流排技術順應了當今自控技術發展的「智能化、數字化、信息化、網路化、分散化」的主流,使傳統的控制系統無論在結構上還是在性能上都出現巨大的飛躍,是未來微灌應用自動控制技術發展的方向。但是現場匯流排控制系統目前還處在發展過程之中,現場匯流排控制的技術標准、現場匯流排儀表和控制設備的智能化等方面還不是十分完善,進入市場的成熟的智能化現場設備和儀表還不是很多,且與常規設備相比價格仍然較貴,因此目前在微灌領域的應用還處於初始階段。
7. 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。
8. 現場匯流排的通信協議模型與一般七層OSI參考模型有何區別
現場匯流排一般具有七層里的物理層,數據鏈路層還有應用層。除此之外還有的匯流排在七層以上有個用戶層,比較面向對象
9. RS-232,RS-484到底是介面的標准還是一種通訊協議和現場匯流排(比如profibus)之間有什麼關系嗎
RS-232,RS-485都是通訊介面;RS485網路、現場匯流排和 HART網路是工業網路的三大類。PLC與PLC之間可以用現場匯流排,PLC與現場儀表通信也可以用現場匯流排。
10. 現場匯流排通信協議的要求是什麼江湖救急!急!急!急!
計算機與通信技術結合產生了計算機網路後,企業管理部門間通信都以網路為中介,實現了信息與資源共享。同時,信息技術的發展也引起了自動化結構的變革,逐步形成以網路集成自動化系統為基礎的企業信息系統。Fieldbus(現場匯流排)就是順應這一形勢發展起來的新技術,它是計算機網路與控制系統結合的必然產物,它的出現標志著工業控制領域又一個新時代的開始。
現場匯流排是對DCS(集散控制系統)的拓展,突破了DCS相對封閉的限制,它將測控任務分散到現場設備中,上位計算機只負責監控以及一些復雜的優化和先進控制的功能。現場匯流排是工廠底層信息及數據傳遞的主體,在整個工廠的控制網路中,現場匯流排處於重要的基礎地位。自80年代末以來,國外相繼出現了一些有影響的現場匯流排標准,如:基金會現場匯流排(FF,Foundation Fieldbas)、lonWork匯流排、 Profibus、CAN控制區域網等,它們大都是在各公司標準的基礎上逐漸形成的,在今後一段時期內,會出現幾種現場匯流排標准共存的局面。現在一個統一的現場匯流排通信協議的國際標准已經形成,真正的開放互連系統,是大勢所趨。
1 現場匯流排控制系統的特點
現場匯流排系統(FCS)與傳統的集散控制系統 (DCS)相比,有以下特點:
1.1 匯流排式結構
一對傳輸線(匯流排)掛接多台現場設備,雙向傳輸多個數字信號。這種結構比一對一的單向模擬信號傳送結構布線簡單,安裝費用低,維護簡便。
1.2 開放互操作性
現場匯流排採用統一的協議標准,是開放式的互聯網路,對用戶是透明的,在傳統的DCS中,不同廠家的設備是不能相互訪問的。而FCS採用統一的標准,不同廠家的網路產品可以方便地接入同一網路,集成在同一控制系統中進行互操作,因此簡化了系統集成。
1.3 徹底的分散控制
現場匯流排將控制功能下放到作為網路節點的現場智能儀表和設備中,做到徹底的分散控制,提高了系統的靈活性、自治性和安全可靠性,減輕了控制站 CPU的計算負擔。
1.4 信息綜合、組態靈活
通過數字化傳輸現場數據,FCS能獲取現場儀表的各種狀態、診斷信息,實現實時的系統監控和管
理。此外,FCS引入了功能塊的概念,通過統一的組態方法,使系統組態簡單靈活,不同現場設備中的功能塊可以構成完整的控制迴路。
1.5 多種傳輸媒介和拓撲結構
FCS由於採用數字通訊方式,因此可用多種傳輸介質進行通信。根據控制系統中節點的空間分布情況,可應用多種網路拓撲結構。這種傳輸介質和網路拓撲結構的多樣性給自動化系統的施工帶來了極大的方便,據統計,FCS與傳統DCS的主從結構相比,只計算布線工程一項即可節省40%的經費。
2 現場匯流排網路模型
現場匯流排本質上是一種控制網路,因此網路技術是現場匯流排的重要基礎。和Internet、Intranet等類型的信息網路不同,控制網路直接面向生產過程,因此要求很高的實時性、可靠性、數據完整性和可用性。為滿足這些特性,現場匯流排對標準的網路協議作了簡化,一般只包括ISO/OSl7層模型中的3層:物理層、數據鏈路層和應用層。此外,現場匯流排還要完成與上層工廠信息系統的數據交換和傳遞。綜合自動化是現代工業自動化的發展方向,在完整的企業網構架中,現場匯流排控制網路模型應涉及從底層現場設備網路到上層信息網路的數據傳輸過程。
基於上述考慮,統一的現場匯流排控制網路模型應具有三層結構,從底向上依次為:現場智能設備層、現場匯流排監控層、遠程監控層。
2.1 現場智能設備層
依照現場匯流排的協議標准,智能設備採用功能塊的結構,通過組態設計,完成數據採集、A/D轉換、數字濾波、溫度壓力補償、PID控制等各種功能。智能轉換器對傳統檢測儀表電流電壓進行數字轉換和補償。此外,匯流排上應有PLC介面,便於連接原有的系統。
現場設備是以網路節點6g形式掛接在現場匯流排網路上,為保證節點之間實時、可靠的數據傳輸,現場匯流排控制網路必須採用合理的拓撲結構。常見的現場匯流排網路拓撲結構有:
2.1.1 環形網
其特點是時延確定性好,重載時網路效率高,但輕載時等待令牌產生不必要的時延,傳輸效率下降。 2.1.2 匯流排網
其特點是節點接人方便,成本低。輕載時延時小,但網路通信負荷較重時延時加大,網路效率下降。此外傳輸延時不定。
2.1.3 樹型網
其特點是可擴展性好,頻帶較寬,但節點間通信不便。
2.1.4令牌匯流排網
結合環形網和匯流排網的優點,即物理上是匯流排網,邏輯上是令牌網。這樣,網路傳輸延時確定無沖突,同時節點接人方便,可靠性好。
2.2 現場匯流排監控層
這一層從現場設備中獲取數據,完成各種控制、運行參數的監測、報警和趨勢分析等功能,另外還包括控制組態的設計和下裝。監控層的功能一般由上位計算機完成,它通過擴展槽中網路介面板與現場匯流排相連,協調網路節點之間的數據通信;或者通過專門的現場匯流排介面(轉換器)實現現場匯流排網段與乙太網段的連接,這種方式使系統配置更加靈活。這一層處於乙太網中,因此其關鍵技術是乙太網與底層現場設備網路間的介面,主要負責現場匯流排協議與乙太網協議的轉換,保證數據包的正確解釋和傳輸。監控層除上述功能外,還為實現先進控制和遠程操作優化提供支撐環境。
2.3 遠程監控層
其主要目的是在分布式網路環境下構建一個安全的遠程監控系統。首先要將中間監控層的資料庫中的信息轉入上層的關系資料庫中,這樣遠程用戶就能隨時通過瀏覽器查詢網路運行狀態以及現場設備的工況,對生產過程進行實時的遠程監控。賦予一定的許可權後,還可以在線修改各種設備參數和運行參數,從而在廣域網范圍內實現底層測控信息的實時傳遞。目前,遠程監控實現的途徑就是通過Internet,主要方式是租用企業專線或者利用公眾數據網。由於涉及實際的生產過程,必須保證網路安全,可以採用的技術包括防火牆、用戶身份認證以及密鑰管理等。在這方面,WorldFIP現場匯流排技術具有優勢。WorldFIP的報文比較靈活,兼容TCP/IP,可以無縫連接Internet,同時又不影響實時數據的傳送,因此,整個控制網路可以採用統一的協議標准。此外,WorldFIP的現場設備中有內嵌的Web伺服器,用戶可以直接通過Internet訪問現場設備中的信息,無需中間的協議轉換器。
在整個現場匯流排控制網路模型中,現場設備層是整個網路模型的核心,只有確保匯流排設備之間可靠、准確、完整的數據傳輸,上層網路才能獲取信息以及實現監控功能。當前對現場匯流排的討論多停留在底層的現場智能設備網段,但從完整的現場匯流排控制網路模型出發,應更多地考慮現場設備層與中間監控層、Internet應用層之間的數據傳輸與交互問題,以及實現控制網路與信息網路的緊密集成。
3 網路集成
3.1 現場匯流排控制網路與DCS網路的集成
現場匯流排並不是在所有的控制場合下都能發揮它的優點,例如簡單的小規模數字模擬混合系統,特別是現場和控制室距離近的情況。因此混合控制在統一集中的CPU中進行將比較方便,小系統所冒控制集中的風險也不大。而現場匯流排的控制分散的特點需要幾種設備來實現,則顯得繁瑣。在當前和今後的一段時間內,工業控制網路將面臨現場匯流排與 DCS網路共存的局面,因此,在工業控制網路結構設計時,考慮如何實現控制網路中異構網段情況下的網路集成的問題也是很現實的。
我們知道,DCS屬非開放式專用網路,DCS主機是DCS系統的控制、通信中心。而在新型的工業控制網路體系中,整個DCS系統將作為其中的一個特殊子網存在,DCS主機則是一個普通的節點。在現場匯流排網路集成時有兩種不同的方案:
(1)採用網關將DCS專用網路掛接在高速網路上;
(2)使用特殊網關或通信控制器,將現場匯流排系統掛接在DCS網路上;
3.2 控制網路和信息網路的集成
控制網路的通信技術不同於以傳輸信息和資源共享為目的的信息網路,其最終目標是實現對被控對象中能量和物質轉移的有效控制,使系統安全穩定地進行。因此要求具有協議簡單、安全可靠、糾錯性好、成本低等特點。其網路負載穩定,多為短幀傳送,信息交換頻繁。實現控制網路與信息網路的緊密集成是建立企業綜合實時信息庫的基礎,為企業的優化控制、調度決策提供依據;通過控制網路與信息網路的結構,可以建立統一的分布資料庫,保證所有數據的完整性和互操作性;現場設備與信息網路實時通信,使用戶通過信息網路中標準的圖形界面隨時隨地的了解生產情況;控制網路和信息網路的緊密集成也便於實現遠程監控、診斷和維護。
控制網路與信息網路的集成可以通過以下幾種方式:
3. 2.1 在控制網路和信息網路之間加入轉換介面
這種方式通過硬體來實現,即在底層網段與中間監控層之間加入中繼器、網橋、路由器等專門的硬體設備,使控制網路作為信息網路的擴展與之緊密集成。硬體設備可以是一台專門的計算機,依靠其中運行的軟體完成數據包的識別、解釋和轉換;對於多網段的應用,它還可以在不同網段之間存儲轉發數據包,起到網橋的作用。此外,硬體設備還可以是一塊智能介面網板,Fisher - Rosemount的Deltav系統就通過一塊機櫃中的H1介面卡,完成現場匯流排智能設備與乙太網中監控計算機之間的數據通信。
轉換介面的集成方式功能較強,但實時性較差。信息網路一般是採用TCP/IP的乙太網,而TCP/IP沒有考慮數據傳輸的實時性,當現場設備有大量信息上傳或遠程監控操作頻繁時,轉換介面都將成為實時通信的瓶頸。
3.2.2 在控制網路和信息網路之間採用DDE技術
當控制網路和信息網路之間具有中間系統或共享存儲器工作站時,可以採用DDE方式實現二者的集成,其實質是各應用程序通過共享內存來交換信息,中間系統中的信息處理機是控制網路的工作站,另外也是信息網路中的工作站。其中運行兩個程序,一是接收、校驗實時信息的通信程序,為信息網路資料庫提供實時數據信息;另一個是數據訪問應用程序介面,它接收DDE伺服器實時數據並寫人資料庫伺服器中,供信息網路實現信息處理、統計分析等功能。
DDE方式具有較強的實時性,而且比較容易實現,可以採用標準的Windows技術。但是涉及到復雜的協議轉換時,DDE方式的軟體費用比較大。因此這種方式適合配置簡單的小系統。
3.2.3 控制網路和信息網路採用統一的協議標准
這種方式將成為控制網路和信息網路完成集成的最終解決方案。由於控制網路和信息網路採用了面向不同應用的協議標准,因此兩者集成時總需要某種數據格式的轉換機制,這將使系統復雜化,也不能確保數據的完整性。如果信息網路的協議標準是提高其實時性,而控制網路的協議標準是提高其傳輸速度,兩者的兼容性就會提高,兩者合二為一,這樣從底層設備到遠程監控系統,都可以使用統一的協議標准,不僅確保了信息准確、快速、完整的傳輸,還可以極大地簡化系統設計。上面提到的WorldFIP協議就可以兼容TCP/IP,因此可以方便地實現乙太網和Internet的集成,使控制網路和信息網路緊密地結合在一起,最終實現統一的網路結構。當前多種匯流排標准並存,信息網路協議也不盡相同,所以要實現控制網路與信息採用統一的協議標准,還有很多問題要解決。
4 結束語
網路是企業綜合自動化的基礎,在整個企業的網路體系結構中,現場匯流排處於基礎地位,因此構建完整的現場匯流排控制網路模型具有重要的意義。這種模型延伸到控制領域的最高層,即管理決策層,因此要求控制網路和信息網路緊密結合,保證從底層現場設備到頂層生產管理之間,正確的數據傳輸和數據轉發。從長遠來看,控制網路和信息網路終將歸為一體,其間現場匯流排將起到溝通生產過程數據流和信息網路數據流的橋梁作用。