DeviceNet现场总线
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场总线的两种有代表性的定义。
(l)ISA SP50中对现场总线的定义。
现场总线是一种串行的数字数据通讯链路,它沟通了过程控制领域的基本控制设备(即场地级设备)之间以及与更高层次自动控制领域的自动化控制设备(即车间级设备)之间的联系。
这里的现场设备指最底层的控制监测、执行和计算设备,包括传感器、控制器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪表产品。
(2)根据国际电工委员会IEC标准和现场总线基金会FF的定义:现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网路。
现场总线的本质含义表现在以下6个方面:a)现场通讯网路:用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互连的通讯网路。
b)现场设备互连:现场设备或现场仪表是指传感器、变送器和执行器等,这些设备通过一对传输线互连,传输线可以使用双绞线、同轴电缆、光纤和电源线等,并可根据需要因地制宜地选择不同类型的传输介质。
c)互操作性:现场设备或现场仪表种类繁多,没有任何一家制造商可以提供一个工厂所需的全部现场设备,所以,互相连接不同制造商的产品是不可避免的。
用户不希望为选用不同的产品而在硬件或软件上花很大气力,而希望选用各制造商性能价格比最优的产品,并将其集成在一起,实现“即接即用;用户希望对不同品牌的现场设备统一组态,构成他所需要的控制回路。
这些就是现场总线设备互操作性的含义。
现场设备互连是基本的要求,只有实现互操作性,用户才能自由地集成FCS。
d)分散功能块:FCS废弃了DCS的输入/输出单元和控制站,把DCS控制站的功能块分散地分配给现场仪表,从而构成虚拟控制站。
例如,流量变送器不仅具有流量信号变换、补偿和累加输入模块,而且有PID控制和运算功能块。
调节阀的基本功能是信号驱动和执行,还内含输出特性补偿模块,也可以有PlD控制和运算模块,甚至有阀门特性自检验和自诊断功能。
由于功能块分散在多台现场仪表中,并可统一组态,供用户灵活选用各种功能块,构成所需的控制系统,实现彻底的分散控制。
DCS与现场总线综述 DeviceNet现场总线数据的分析摘要:随着科技的进步、生产力的发展和信息时代的来临,社会对工业生产的需求变得日益迫切。
集散控制系统以其可靠、灵活、低成本、可适应性强等特点成为了工业控制领域占有主导地位的系统,已被广泛应用于化工、电力、石油、造纸等行业。
集散控制系统的发展经历了三个阶段,它是控制技术发展的一个里程碑。
现场总线自诞生以来一直受到国内外业界人士和企业的关注和重视,它为自动控制领域的变革带来了又一次飞跃。
现场总线所遵循的国际统一协议标准使得它在集散控制系统的基础之上发挥了强大的功能。
关键词: DCS;现场总线;DeviceNet现场总线数据;前言:DeviceNet是基于协议研制开发的现场总线。
由于采用了许多新技术及独特设计,如生产者/消费者的网络通信模式和非破坏性逐位仲裁技术等,与一般的通信总线相比,DeviceNet具有突出的可靠性、实时性和灵活性,特别适用于制造业、工业控制和电力系统等应用。
尤其是DeviceNet协议的开放性为研究DeviceNet协议和开发DeviceNet节点产品提供了条件。
然而目前对协议的研究还一直停留在理论层面,缺少相应的实验辅助手段,节点产品的开发也缺乏有力支持。
一、现场总线优势(1)微处理器的多种运算和故障诊断功能丰富了现场仪表的功能,提高了测量精度和传输过程中的抗干扰能力:(2)将原来由各种I/O单元和控制器来完成的功能交由每个现场仪表来完成,从而形成真正的分布式控制系统,实现控制风险的分散化。
(3)现场总线的数字通信功能使每个现场仪表通过底层现场总线网络将自身运行状况的诊断信息向上传递给控制系统的上层,同时还可以接受上层数字控制系统向其发送的信息,仪表可以和数字控制系统直接进行数字信号的传送,增加信息流通能力,提高信息的准确性,给系统的日常维护带来了方便。
(4)由于现场总线式现场仪表是按照国际统一的标准设计制造,它的通信协议一致公开,各个不同厂家的设备之间可实现信息交换,从而使用户在系统设计时可以选用最适于自己要求的产品来构建系统,提高了灵活性。
DeviceNet现场总线在半导体设备中应用探讨通过对Devicenet总线的结构,驱动程序及性能方面的介绍,提出了Devicenet 总线在半导体设备中的应用。
Devicenet总线不仅具有开放、高效、低价、抗干扰能力强、测量及控制精度高等特点,而且成本也比较低。
标签:Devicenet;半导体;主站;从站0 引言DeviceNet现场总线是Rockwell公司提出的一种现场总线,具有开放、高效、低价、抗干扰能力强、测量及控制精度高等特点,特别适合应用于技术含量较高的半导体镀膜设备中。
半导体设备的控制系统要求信息传输速度快,精度高,从而对网络的要求也比较高。
DeviceNet作为基于现场总线技术的工业标准开放网络,为简单的底层工业装置和高层如计算机、PLC等设备之间提供连接。
DeviceNet现场总线按照通信协议,参与设计开发主站硬件平台,并在该平台上独立设计开发底层CAN驱动、主站DeviceNet应用层协议及DeviceNet网络管理与数据采集平台。
本文主要研究DeviceNet总线在半导体镀膜设备中的设计及应用。
通过CAN 总线、单片机和高性能的控制器进行数据传输与控制,使该总线能够更加稳定,能更好更灵活地地应用于半导体设备中。
1 半导体设备中DeviceNet网络的基本结构DeviceNet现场总线体系属于设备级的总线协议,在协议的分层结构中,只包括ISO/OSI 7层模型结构中的3层,即物理层、数据链路层和应用层。
同时DeviceNet也是一种低成本的通信连接,可连接半导体设备中的IO模块、MFC 质量流量计、阀组、滑轨、温控器、射频、节流阀等。
DeviceNet网络构成主要包括主站(PLC或插卡式工控机)、设备从站、连接器,其结构如图1所示。
1.1 通信方式该系统中主要采用轮询通信方式。
轮询通信方式DeviceNet支持I/O数据触发方式中最常见的一种,轮询命令和响应报文可以在主站和它的轮询从站之间传送任意数量的I/O数据。
DeviceNet-Modbus现场总线协议模块开发现场总线是工业自动化领域中常用的通信方式,它能够实现控制系统中各个设备之间的数据交换和通信。
DeviceNet和Modbus是两种常见的现场总线协议,它们在不同的工业场景中具有广泛的应用。
本文将介绍DeviceNet-Modbus现场总线协议模块的开发过程和关键技术。
DeviceNet是由Rockwell Automation公司推出的一种现场总线协议,它主要用于工业自动化领域中的设备连接和通信。
DeviceNet采用了主从式的通信方式,其中主站负责控制和管理整个网络,从站负责执行主站的指令并返回数据。
DeviceNet使用CAN(Controller Area Network)总线作为物理介质,支持多种数据传输速率,从而满足不同场景下的通信需求。
Modbus是一种通用的现场总线协议,它广泛应用于工业自动化和过程控制领域。
Modbus协议简单易懂、易于实现,可以在不同的硬件平台和操作系统上运行。
Modbus采用了主从式的通信方式,主站负责发送指令和接收数据,从站负责执行指令并返回数据。
Modbus可以通过不同的物理介质进行通信,如串口、以太网等。
DeviceNet和Modbus在不同的工业场景中具有广泛的应用,但它们的通信方式和协议规范有一定的差异。
为了实现DeviceNet和Modbus之间的互联互通,需要开发一个支持两种协议的现场总线协议模块。
该模块需要实现DeviceNet和Modbus协议的解析和封装功能,使得设备可以通过DeviceNet总线与Modbus设备进行通信。
在开发DeviceNet-Modbus现场总线协议模块时,需要考虑以下几个关键技术:1. 协议解析与封装:模块需要能够解析DeviceNet和Modbus 协议的数据帧,并根据协议规范封装成对应的数据帧进行传输。
2. 主从站功能:模块需要具备主站和从站的功能,能够作为主站向从站发送指令并接收返回的数据,也能够作为从站执行主站的指令并返回数据。
厂底层网络,完成现场自动化设备之间的多点数字通讯,实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。
现场总线就是在这种实际需求的驱动下应运产生的。
它作为过程自动化、制造自动化、楼宇、交通等领域现场智能设备之间的互连通信网络,沟通了生产过程现场控制设备之间及其与更高控制管理层网络之间的联系,为彻底打破自动化系统的信息孤岛创造了条件。
由于标准实质上并未统一,所以对现场总线的定义也是各有各的定义。
下面给出的是现场总线的两种有代表性的定义。
(l) ISA SP50中对现场总线的定义。
现场总线是一种串行的数字数据通讯链路,它沟通了过程控制领域的基本控制设备(即场地级设备)之间以及与更高层次自动控制领域的自动化控制设备(即车间级设备)之间的联系。
这里的现场设备指最底层的控制监测、执行和计算设备,包括传感器、控制器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪表产品。
(2)根据国际电工委员会IEC标准和现场总线基金会FF的定义:现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网路。
现场总线的本质含义表现在以下6个方面:a)现场通讯网路:用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互连的通讯网路。
b)现场设备互连:现场设备或现场仪表是指传感器、变送器和执行器等,这些设备通过一对传输线互连,传输线可以使用双绞线、同轴电缆、光纤和电源线等,并可根据需要因地制宜地选择不同类型的传输介质。
c)互操作性:现场设备或现场仪表种类繁多,没有任何一家制造商可以提供一个工厂所需的全部现场设备,所以,互相连接不同制造商的产品是不可避免的。
用户不希望为选用不同的产品而在硬件或软件上花很大气力,而希望选用各制造商性能价格比最优的产品,并将其集成在一起,实现“即接即用;用户希望对不同品牌的现场设备统一组态,构成他所需要的控制回路。
这些就是现场总线设备互操作性的含义。
现场设备互连是基本的要求,只有实现互操作性,用户才能自由地集成FCS。