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现场总线与其他通信系统的不同之处

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:现场总线作为一种网络形式,是专门为实现在严格的实时约束条件下工作而特别设计的。由于严格的实时性要求,这些现场总线的网络构成通常是有线的。我们甚至可以将无线传感器网络看作无线现场总线的实例。另外基于无线传感器网络的一些自适应协议在现场总线中并不需要,如多跳、自组织的特点,而且现场总路线及其协议也不考虑节约能源问题。

现场总线与其他通信系统的不同之处

在自动化领域现场总线控制系统(Fieldbus Control System,FCS)正在逐步取代一般的分布式控制系统(Distributed Control System,DCS),各种基于现场总线的智能传感器/执行器技术得到迅速发展。现场总线是应用在生产现场和微机化测量控制设备之间、实现双向串行多结点通信的系统,也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。

现场总线技术将专用微处理器植入传统的测量控制仪表,使它们各自具有数字计算和通信能力,采用简单连接的双绞线等作为总线,把多个测量控制仪表连接成网络系统,并按公开、规范的通信协议,在位于现场的多个微机化测量控制设备之间和现场仪表与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换,形成各种适应实际需要的自动控制系统。

现场总线是20世纪80年代中期发展起来的。随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格的降低,计算机与计算机网络系统得到迅速发展。现场总线可实现整个企业的信息集成,实施综合自动化,形成工厂底层网络,完成现场自动化设备之间的多点数字通信,实现底层现场设备之间和生产现场与外界的信息交换。

现场总线作为一种网络形式,是专门为实现在严格的实时约束条件下工作而特别设计的。目前市场上较为流行的现场总线有CAN(控制局域网络)、LonWorks(局部操作网络)、Profibus(过程现场总线)、HART(可寻址远程传感器数据通信)和FF(基金会现场总线)等。(www.xing528.com)

由于严格的实时性要求,这些现场总线的网络构成通常是有线的。在开放式通信系统互联参考模型中,它利用的只有第一层(物理层)、第二层(链路层)和第七层(应用层),避开了多跳通信和中间结点的关联队列延迟。然而,尽管固有有限差错率不利于实时,人们仍然致力于在无线通信上实现现场总线的构想。

由于现场总线通过报告传感数据从而控制物理环境,所以从某种程度上说它与传感器网络非常相似。我们甚至可以将无线传感器网络看作无线现场总线的实例。但是两者的区别是明显的,无线传感器网络关注的焦点不是数十毫秒范围内的实时性,而是具体的业务应用,这些应用能够容许较长时间的延迟和抖动。另外基于无线传感器网络的一些自适应协议在现场总线中并不需要,如多跳、自组织的特点,而且现场总路线及其协议也不考虑节约能源问题。

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