现场总线技术的发展历程与工业以太网综述.doc

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1、现场总线技术的发展历程与工业以太网综述一、现场总线标准化进程8种现场总线经过14年的纷争，最后IEC的现场总线标准化组织经投票，通过以下这8种现场总线成为IEC61158现场总线标准,B

2、J：FFHl,ControlNet,PROFIBLSINTERBUS,P-Net,WorldFIP,SwiftNet,FF之高速Ethernet即HSE。其中,P-Net和SwiftNet是专用总线;ControlNet,PROFIBUSWorldFTP和TNTERBUS是PLC发展而來的；而FF和USE是从传统DCS发展而來的。这8种现场总线采用的通信协议完全不同，因此，要实现这

3、些总线的兼容和互操作是十分困难的。由于各生产厂商要尽可能地控制市场份额，保护各自过去的投资利益，经过14年的长期急诊而意见难以统一，于是各自退回原地，开展了一场保卫各自“领地”的战斗。Fl前，这8种现场总线都在各自修改其应用层协议，支持TEC61784规范，争取通过高层协议以达到相互兼容之FI的。如2002年完成工作，将使IEC61158成为一个基本统一的、由多部分组成的标准。众所周知，最早的气动单元组合仪表采用0.2〜1.0N/cm2统一标准化气动信号，电动单组合仪表采用4〜20mA标准化信号互联，任何厂家的产品均可以实现互联，这两代仪表系统都得到健康发展。面现场

4、总线由于來自不同产詁和生产厂家，经14年争论也无法达成统一，多标准等于无标准。市场迫切需耍统一标准的现场总线控制系统。只有通过制定新标准才能实现，为了加快新一代系统的，人们开始寻求新的出路。几种可能的出路是：1、各种现场总线统一到1〜2种。IEC61158的产生本身就说明这种可能性很小。2、开发所有现场总线通用的接口，成本较高且难度较大。3、各国不理IEC61158,采用自主知识产权的协议。不符合经济全球化发展趋势。4、采用已经是通用的国际标准Ethernet.TCP/IP等协议，并使其在工业体育场成熟应用，易于被广大国家用户、集成商、OEM及制造商接受和欢迎。二、

5、Ethernet在工业自动化中应用的若干问题Ethernet进军工业自动化的主要动力是成本低和速度的提高oEthernet是世界上应用最多的网络,超过93%的网络节点为Etherneto1、实时性问题实吋性就是信号传输足够快加上确定性。Ethernet采用CSMA/CD碰撞检测方式，网络负荷较大吋,网络传输的不确定性不能满足工业控制的实时要求。Ethernet发展的现实是：交换式100MEthernet己丿亠泛应用，能提供足够的带宽和减少冲突：全双工网络和具优先权的传送机制得保证确定性：典型的工业应用，峰值负载为10MEthernet的5%,在100MEtherne

6、t网络负载为0.5%,而Ethernet只有半负载达40%以上吋才会有明显的延迟现象。在100MEthernet网屮，发送一个包延时超过2ms的状况，5年也不会发生一次。2、Ethernet如何满足现场环境问题Ethernet所用的接插件、集线器、交换机和电缆等是为办公室应用而设计的，不符合工业现场恶劣环境的要求。在工厂环境屮，Ethernet抗干扰性能较差。若用于危险场合，它不具备本安特性，也不具备通过信号线向现场仪表供电的性能