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现场总线的发展趋势(转贴,我还没仔细看,先放到这里大家共享)

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ggb1977
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发表于:2011/8/12 12:02:57
#10楼
现在总线现阶段的发展趋势最终会统一成以太网,至于是不是TCP/IP这个不能完全确定;
总体最终发展方向应该是基于以太网的无线网络,只是现在还有很多技术上和安全上的问题没有得到解决,但这肯定是大的趋势!
10912
yanli7234 版主
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2011论坛贡献奖
发表于:2011/8/16 17:42:47
#11楼
以太网一统天下可能是个大趋势,只不过是路途还很遥远。现在我的首选是现场总线选MODBUS-RTU,因为这个免费,而且性能也凑合了。
国人当自强,共同努力,抵制日货。
62
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发表于:2023/8/22 10:54:39
#12楼
1.  现场总线技术介绍:
1)工业物联网通信领域三大主流技术的分类说明:
   工业以太网、现场总线、工业无线 是目前工业物联网通信领域的三大主流技术;将现场总线、以太网、无线技术融合到控制网络中,保证了系统的稳定,增强了系统的开放性和互操作性,完善了信息服务;
2)工业以太网: 速度快,可达100MBPS~1GBPS,可传送大数据包,通过网线(专用4对双绞线)或光纤通信,用于控制器、人机界面、编程器、现场总线网关等设备之间通信,接口成本高;综上所述,以太网不是工业现场总线!
3)现场总线:速度一般1MBPS左右,传送小数据包,通过双绞线通信,用于控制器、现场总线网关、现场总线仪表、现场总线执行机构、变频器、远程IO模块、现场总线中继器等设备之间通信,接口成本低;
4)在国内广范使用的RS485通信总线,因为只支持单主站\多从站排队轮询问答协议,从站设备多时,实时性不能保证, RS485长距离通信易丢包、易被干扰,RS485通信不能称为 正真意义上的“现场总线”。
5)CAN总线不是现场总线,CAN总线编程复杂,需对CAN包拆包、并包,并对Id的过滤进行设置;CAN总线的高层协议是现场总线,如CANWeb、CANOpen、DeviceNet、J1939、ISO11783、CANKingdom、SDS、iCAN等,CANWeb总线的高层协议编程简单,只需调用几个函数就能完成,调试方便,通过Web浏览就能监控总线数据的变化。
6)外国的现场总线标准:
  目前,国际上各种各样的现场总线有几百种之多,统一的国际标准尚未建立;较著名的有基金会现场总线(FF)、HART现场总线、CAN高层协议CANWeb和CANOpen、DeviceNet、LONWORKS现场总线、PROFIBUS现场总线、PHEONIX公司的INTERBUS、AS-INTERFACE总线等。
详细介绍见QQ群204408503:01B工控领域最流行的九大现场总线.pdf
7)国内的现场总线标准:
   百度搜“国产现场总线标准”,除 搜到“CANWeb”,没有搜到其他;
8)现场总线的优点:
一对双绞线上可挂接多个控制设备, 便于节省安装费用;节省维护开销;
提高了系统的可靠性;为用户提供了更为灵活的系统集成主动权。
详细介绍见:01C现场总线的优点.doc
2. 国内现场总线的应用状况及商机:
   在大型石化企业,由于投资方为外方或引进设备的原因,现场总线应用比较广泛,如上海赛科(现场仪表设备总共54025台,其中现场总线设备14375台,占26.6%)、南海中海油壳牌(现场仪表设备有大约60000点,共使用了16000个左右的现场总线设备)和福建炼油乙烯;
   在中小型自动化项目中,特别在以国产仪表、国产DCS、PLC的控制系统,鲜有现场总线产品,偶尔也会 配几个“远程IO模块”,几乎没有“现场总线仪表”或“现场总线执行机构”;
   百度搜“现场总线仪表”或“现场总线执行机构”,基本搜不到国内的产品;
  现场总线肯定是自动化发展的趋势,但在国内却发展缓慢,啥原因?一句话,国外的现场总线技术不适应中国国情。
1)开发成本高、开发技术门槛高:
开发需昂贵的开发工具软件,授权费,开发文档复杂难懂,开发过CANOpen的开发人员一定深有体会的,CANWeb全面开源,使用简单;
2)硬件成本高,没有能正真降低工程成本:
由于国内的现场总线技术基本为国外公司垄断,节点成本高,网关成本高,中继器成本高,甚至连 简单的屏蔽通信双绞线都是高价格;有的现场总线开发商为取得垄断高利润,推出专用现场总线芯片,总线接口芯片价格高于设备主芯片是常态,如:ProfibusDP现场总线协议芯片SPC3价格需70元,PROFINET芯片TPS-1价格需130元,太贵了!!!
3)使用、配置、调试、测试、管理不方便:
硬接线的设备调试直观、简单,现场总线设备的调试、后期维护都会比预期的麻烦;
建议 将现场总线节点的 参数配置、调试、测试、自检、管理等功能与使用节点数据的控制器数据交换功能分离,CANWeb已经实现这个功能。
4)现场总线的可靠性问题: 单总线不可靠
国外一般只有在非常重要的控制系统中才采用冗余设计,国内的控制系统习惯采用冗余设计方案,冗余的现场总线设计成本一般非常贵,单总线大家都会习惯认为不可靠,CANWeb能轻松实现IO模块、CANWeb网关、控制器的冗余功能。
5)和现成控制器接口网关成本高及技术支持不到位:
现场总线最后都得和用户的控制器或计算机 高速连接,特别是国产的控制系统,价格合适的网关和与国产控制系统的通信的技术支持是非常重要的。
397
zhaomingligk
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发表于:2024/4/26 16:51:37
#13楼
3. 国产自主CANWeb现场总线网络结构:
   CANWeb现场总线(缩写CNW)结合CAN总线、以太网的优点,将节点管理功能和实时数据通信功能分离,Web页面监控节点通信负载及通信质量,Web页面调试节点及配置参数;不同于主从问答通信,CANWeb是触发小包通信,检测到节点信号变化即发送,实时性更好,通信负载小;用于替代RS485通信,CANWeb节点价格与RS485类似,但驱动节点的数量、通信速度、距离、可靠性大大加强,CANWeb总线为双绞线或光纤串接通信,布线、接口成本低,总线可选冗余、多主站,已应用于高可靠性DCS系统;一根CANWeb现场总线可带99个远程节点模块,实时性强(40米内1000Kbps可达1毫秒响应),传输距离远(5Kbps可达10公里),CANWeb总线IO模块比以太网、RS485总线IO模块更适用于大型、分散式控制系统工程;
   CANWeb现场总线基本配置需 1个网关+多个节点,通过CANWeb网关的以太网Web页面,可视化完成节点管理功能:含节点列表管理、节点实时数据的监控、强制、远程重启、参数配置、实时自检(IO模块发包数、丢包数、发包间隔时间、实时负载、最大负载、最小负载、温度、断线)等功能;
   与控制器的实时数据通信功能:CANWeb网关可支持冗余的以太网及RS485_Modbus、Profibus DP、EtherCAT等协议,很容易和PLC、DCS、上位机等设备高速交换通信,提供与控制器及上位软件通信的说明及案例。
   CANWeb网关自动通过CAN总线与串接的多个IO节点模块实时交换数据,并将这些数据分配到CANWeb网关模块存储空间不同的地址中(用户不需要了解CAN协议),用户只需与CANWeb网关模块通信,通过一、二个Modbus命令,就可以监控多个不同的IO模块设备。

4.CANWeb现场总线网络结构:
4.1. 冗余双网结构:现场总线分 CAN1、CAN2 两个冗余总线
现场总线控制系统网络结构分3层:MMI层(人机界面)、控制器层、IO总线层
以太网IP编号(IP最后一个BYTE)的分配:
(1)人机界面MMI层: 101~149
(2)控制器层DPU:01~49,对应冗余模块 51~99
(3)IO总线层GW:151~199,对应冗余模块 201~249
IO总线层:通过冗余双光纤可组网成 高可靠、分散的FCS系统
附件 003.jpg
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