現場總線雜談

隨著網絡技術發展和市場需求的變化,工業設備實現網絡化管理控制已經成為一種必然趨勢。改善工業控制系統同樣也需要在不同生產設備之間實現高效、可靠、標準化的互聯,例如利用USB來實現外圍設備與控制主機的互聯,利用Ethernet和CAN (Controller Area Network,控制器區域網)建立基本網絡架構等。為此,引起了許多關于現場總線的標準問題。經過多年,國際上最后公布了不論不類的8種總線。制定總線的初衷在于不同廠家的設備進行互連,可是,這8種總線目前是不能互連的。
現場總線是一個系統工程,它不是幾個產品,而是一個系統,它是由一系列產品組成,在推廣過程中的商業運作遠大于技術問題,這就是現場總線為什么會出現8種。
兩種主流總線Profibus和DeviceNet
Profibus有全球最多的供貨廠商數,國內第一個取得了行業標準JB/10308.3-2001,國內生產Profibus產品的廠商有十多家,國內有能夠進行國際認證的實驗室。以上表明Profibus在國內已經得到了很好的發展,目前在國內市場占有率也是最高的。可以預見在未來幾年內,Profibus還將在國內占主導地位。
DeviceNet是現場總線中技術最成熟的一種,由于DeviceNet的出現比Profibus要晚,現在的供貨商數在眾多總線中次于Profibus,但是DeviceNet目前占有世界兩個最大市場美國和日本50%以上的份額。全球來看每年新增的結點數和Profibus不相上下。
另外DeviceNet在國內第一個取得了國家標準GB/T 18858.2-2002。國內目前DeviceNet的開發商大約有7、8家左右,但由于RA對DeviceNet產品的報價遠高于西門子對Profibus產品的報價,所以大家普遍認為DeviceNet沒有價格優勢。由于ODVA China的推動,DeviceNet在國內得到比較快速的發展,上海寶鋼、GM上海工廠、IBM上海芯片封裝工廠,可口可樂上海工廠均采用DeviceNet系統,但是要超越Profibus的市場份額在短期內是不可能的。采用DeviceNet系統的廠家。
Lonworks主要用于樓宇自動化
近年來,我們南到深圳、北至北京,在十余個項目中成功地應用了LONWORKS系統。項目小到幾十個DDC、近千個網絡變量,大到近2千個DDC、萬余個網絡變量。目前項目都已通過驗收或正處于試運行期中。LONWORKS技術在樓宇自控系統中的應用,其技術上的優勢是顯而易見的:
① 直接互聯性。不同品牌、功能的DDC組成一個統一控制網絡協同工作。
② 自主通訊。數個小規模DDC分布式布置,聯合運行,在功能完全替代了單CPU多I/O點的中大型DDC。
③ 網絡結構多樣化,易于適應用戶的不同需求。
④ 系統響應速度。在合理配置網絡設備和選擇合理的網絡結構的前提下, LONWORKS系統的響應速度和數據傳輸率都是較高的。
國內很多中小企業轉向了LonWorks,它具有CAN總線無法比擬的可互操作性,系統擴展也非常容易。
目前常見的所謂LONWORKS系統按互聯性大致可分為三類:
(1) 采用部分LONWORKS器件的系統。這類系統通常僅在現場總線通訊端口的物理層采用LONWORKS技術,如采用FTT-10收發器、TP/XT-10、TP/XF-78網絡接口等,所以這類系統可與其它LONWORKS系統共享同一條總線,即DDC可掛在一條總線上。而實際上卻只能與本系統的設備通訊,根本不具備LONWORKS互聯性,這類系統多數不具備點對點通訊功能,而采用主從令牌網方式實現系統呼應。
(2) 采用LONWORKS開發系統的非LONMARK產品。這類系統通常全套采用了LONWORKS開發平臺,而未采用LONMARK協會規定的網絡變量來定義DDC間的通訊,這類系統由于完全采用了LONTALK協議,通常采用自定義用戶包進行數據通訊,系統現場總線的通訊效率高,DDC功能強,LONWORKS技術所有技術特征除互聯性外幾乎均能得到充分體現,但由于其網絡傳輸變量的非標準化,使這類系統在互聯性上大打折扣,其不符LONMARK規定的網絡變量只能在本系統內傳輸,外系統是無法正確接收的。
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