現(xiàn)場總線的發(fā)展趨勢和功能性
計算機通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)狀的,從一點到另外一點的通信路徑可以是不固定的。大部分現(xiàn)場總線的結(jié)構(gòu)是線狀的,雖然現(xiàn)場總線的拓撲結(jié)構(gòu)可以是總線型、星型、環(huán)行、回路型等;但在大多數(shù)現(xiàn)場總線中,從一點到另外一點的通信路徑是比較固定的。
線狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是:
①解決網(wǎng)絡(luò)供電比較容易;
②解決本安防爆比較容易;
③使通信協(xié)議中可以舍去與路徑有關(guān)的幾層,有利于改善實時性
很顯然,在線狀結(jié)構(gòu)時一條現(xiàn)場總線支路的電源負載是確定的,沿總線電源電壓的變化也是可以預(yù)料的。在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中一定會出現(xiàn)多電源供電情況,各電源的負載平衡,以及網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點處的電壓下降,都比較難以預(yù)料。
現(xiàn)場總線的功能是:
①經(jīng)濟、安全、可靠地傳遞信息;
②正確使用所傳信息;
③及時處理所傳信息。經(jīng)濟性要求現(xiàn)場總線在傳遞信息的同時,解決現(xiàn)場裝置的供電問題,并要求傳輸介質(zhì)較廉價。安全性要求現(xiàn)場總線解決防爆問題??煽啃砸蟋F(xiàn)場總線解決環(huán)境適應(yīng)性問題,包括電磁環(huán)境適應(yīng)性、氣候環(huán)境適應(yīng)性、機械環(huán)境適應(yīng)性。
現(xiàn)場總線的發(fā)展趨勢:
工業(yè)自動化控制系統(tǒng)應(yīng)具備可靠性、安全性和實用性?,F(xiàn)場總線傳遞信息是以引起物質(zhì)或能量的運動為目的的。用于測量和控制數(shù)據(jù)通信的主要特點是:允許對事件進行實時響應(yīng)的驅(qū)動通信??捎眯?,數(shù)據(jù)完整性,在有電磁干擾和地電位差的情況下能正常工作,以及可使用工廠內(nèi)專用的傳輸線等,由于這種傳輸線系統(tǒng)是連接生產(chǎn)過程的主要物理途徑,因此傳輸必須非??煽?。
用戶可選擇的服務(wù)可滿足不同方面的多種需求的應(yīng)用,如優(yōu)先權(quán)、服務(wù)完整性、時間性以及網(wǎng)絡(luò)擁塞的恢復(fù)能力,即意味著服務(wù)和服務(wù)性能對于用戶(或應(yīng)用)來講是可選擇的。對于給定的現(xiàn)場設(shè)備,對不同的應(yīng)用應(yīng)達到不同的質(zhì)量要求,因此,現(xiàn)場總線必須支持遠程組態(tài)功能,以便選擇適當?shù)耐ㄐ刨|(zhì)量和適當?shù)谋镜貞?yīng)用。
集成、開放結(jié)構(gòu):除了滿足傳統(tǒng)的客戶服務(wù)外,現(xiàn)場總線應(yīng)支持分布時間循環(huán)結(jié)構(gòu),并通過變量進行交換,這些變量構(gòu)成了一個實時更新的共享的數(shù)據(jù)庫。由于現(xiàn)場總線靠近生產(chǎn)過程,面對的是苛刻的、特殊的環(huán)境條件,因此,現(xiàn)場總線應(yīng)經(jīng)受得住這樣的環(huán)境,并且不受高電磁干擾的影響。
在計算機系統(tǒng)的發(fā)展中起過重要作用的總線技術(shù)可以大大地推進控制系統(tǒng)的發(fā)展。整個控制系統(tǒng)就象是一臺很大的“計算機”按總線方式運行,這樣資源的共享成了FCS的主要發(fā)展空間,于是現(xiàn)場總線應(yīng)運而生,并且迅速的應(yīng)用于各大領(lǐng)域中。