由于工业自动化控制系统特别强调其可靠性、安全性和实时性,所以用于测量和控制的数据通信不同于以传递信息为主的邮电通信,也不同于一般信息技术的计算机网络通信。现场总线传递信息是以引起物质或能量的运动为最终目的。用于测量和控制数据通信的主要特点是:允许对事件进行实时响应的事件驱动通信;很高的可用性;很高的数据完整性;在有电磁干扰和电位差的情况下能正常工作,以及使用工厂内专用的传输线等。
现场总线与IT计算机网络技术的具体区别如下:
1)现场总线数据传输的“及时性”和系统响应的“实时性”,对控制系统是基本的要求。一般而言,过程控制系统的响应时间要求为0.01~0.5s,制造自动化系统的响应时间要求为0.5~2s,而IT计算机网络的响应时间要求为2~6s,所以在IT计算机网络大部分使用中的实时性都是可以忽略的。
2)在工厂自动化系统中,由于工厂分散的单一用户要借助于现场总线网络进入某个系统,所以通信方式使用了广播和多组方式;在IT计算机网络中某个自主系统与另一个自主系统只建立暂时的一对一方式。
3)现场总线强调在恶劣环境下(特别是电磁和无线电干扰)数据传送的完整性。在可燃或易爆场合,还要求现场总线具有本质安全性能。
4)现场总线需要面向连接的服务和无连接服务两种LLC(逻辑链路控制)服务形式。面向连接的服务提供很高的服务质量,在连接的每一端,服务提供者始终监视着发送和接收的数据单元,并增加了差错恢复和避免重读等特性;非连接服务十分简单,它支持点对点、多点及广播等不同方式的工作,它无需启动时间就能实现通信。(www.xing528.com)
5)应用进程可以按照客户/服务器或发布者/接收者方式相互作用。客户/服务器特性是双向数据流,客户发送请求给服务器,服务器处理该请求并发送一个响应给客户。发布者/接收者方式只有单向数据流,发布者发送信息,一个或多个接收者接收信息。
6)现场总线需要解决多家公司产品和系统在一个网络上相互兼容的问题,IEC现场总线标准与IEC指定的“用户层”在一起实现这种完整的“开放”通信。
7)IT计算机网络通信与现场总线的现场装置之间的网络通信,其要求有所不同。前者通信量大,而后者的量却不大,但现场总线控制系统通信系统的信流最终都要变成物流、能流、动作流程,有实时要求,且测控通信如有差错则后果严重。
现场总线控制系统的数据/命令通信要求严格,但因现场总线控制系统是信息系统,不能一概而论地把它与普及的Ethernet、Internet等IT信息技术的通信简单的对立起来或等同起来,有的场合现场总线控制系统不宜用IT通信,有的场合现场总线控制系统需要IT通信,因此,现场总线采用的网络技术不仅是要先进的,更重要的必须是成熟的、实用的。
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