工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
2004年11月A版
工廠里車間的面貌日新月異。在過去,我們面對的是起重機和電動車輛�，F(xiàn)在,我們和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)打交道。從電流環(huán)到RS-485,從Modbus到Devicet 和PROCFInet,到處充斥著協(xié)議、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。
二十年前,分立制造系統(tǒng)尤如自動化的島嶼�？删幊炭刂破骷夹g(shù)處于支配地位。五年后,串行通信風(fēng)靡一時。條形碼讀出器、定標(biāo)器和操作者接口設(shè)備拓展了自動化島嶼的邊界。
十年前爆發(fā)傳感器總線大戰(zhàn)。在隨后的十年中,Interbus、SDS、DeviceNet、Profibus,以及其它各種總線此起彼伏,為其效率、數(shù)據(jù)包速率、確定性和成本爭論不休。在這些日子里,控制工程師要竭盡全力解決各種問題,讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常地運轉(zhuǎn)起來。
過去的五年相對地平靜和繁榮。傳感器大戰(zhàn)已經(jīng)結(jié)束;自動化島嶼已明顯地擴張。上百種傳感器網(wǎng)絡(luò)已精簡為幾種標(biāo)準(zhǔn)總線。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和依從性測試已趕上供應(yīng)商競相增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的速度。培訓(xùn)計劃和成熟的經(jīng)驗使自動化島嶼之間的互連成為可能,這僅僅在幾年前還是無法想象的。
目前,對PLC控制的生產(chǎn)車間,以太網(wǎng)已實用化,局域網(wǎng)的戰(zhàn)斗日益白熱化。以太網(wǎng)是比傳感器總線更優(yōu)越？它在那類應(yīng)用中？到目前為止還沒有統(tǒng)一意見,就象有關(guān)傳感器總線一樣,有種種不同的觀點。在展望未來之前,先讓我們考察一下目前的狀況。
ASiBus
ASi是西門子公司推出的、PTO(Profibus貿(mào)易組織)支持的一種硬件替代總線。它具有主—從結(jié)構(gòu),從設(shè)備最多可達62個。它在單根電纜內(nèi)整合了數(shù)據(jù)和電源,速度極快,對31個從設(shè)備而言,周期時間僅為5ms。ASi結(jié)構(gòu)簡單,較典型的通信網(wǎng)絡(luò)中心支持更多的拓撲,包括星形、線型、分技術(shù)和樹形結(jié)構(gòu)。雖然它現(xiàn)在能夠支持某些模擬數(shù)據(jù),但仍不易支持串行設(shè)備,諸如條形碼讀出器、定標(biāo)器、儀表和操作接口。 ASi增長十分快速。它日益廣泛地使用在多種行業(yè),尤其是食品加工、制瓶和制藥行業(yè),因為這些行業(yè),不需要Profibus和DeviceNet的附加功能。
Modbus
Modbus是本文提及的所有網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)中最早的一種。由于其歷史悠久、普及率高、安裝節(jié)點數(shù)多,它也是本文所講的唯一串行通信標(biāo)準(zhǔn)。其協(xié)議簡單、明了;每個設(shè)備表示為寄存器(16位無符號整數(shù))和位的集合。一組帶有精確消息幀的極簡單命令集,使該協(xié)議成為串行設(shè)備的30年優(yōu)勝者。由于它的設(shè)備表示方法簡單、消息幀簡明,容易實現(xiàn)Modbus。當(dāng)然,寄存器和位還不具備恰當(dāng)?shù)乇硎据^復(fù)雜設(shè)備(如質(zhì)量流量控制器、運動控制器、以及驅(qū)動系統(tǒng))的能力。
DeviceNet
DeviceNet是一個應(yīng)用層協(xié)議,它使用最初由德國bosch公司研發(fā)的控制區(qū)域網(wǎng)(CAN)技術(shù)。CAN可支持單一拓撲,帶節(jié)點
