工程建筑物自動(dòng)化的三種總線(xiàn)技術(shù)-資料下載頁(yè)
2025-06-27 00:05本頁(yè)面
【正文】 才能滿(mǎn)足最小48個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度要求，如DI、DO、計(jì)數(shù)器，因此，效率較低。但是，實(shí)際上，由于爭(zhēng)先式發(fā)送，會(huì)改變效率，計(jì)算指出，如果連續(xù)發(fā)送兩個(gè)64字節(jié)的以太網(wǎng)信息包，效率可以提高到54％。盡管如此，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，仍然重視如何減少amp。quot。開(kāi)銷(xiāo)amp。quot。，提高通信效率，例如，在通信協(xié)議中，想已用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP來(lái)取代最常用的傳輸控制協(xié)議TCP，因?yàn)閁DP信息包的包裝比TCP簡(jiǎn)單，只有4個(gè)字節(jié)，而TCP，則是26個(gè)字節(jié)。IEC61158國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)HSE高速以太網(wǎng)就考慮采用UDP／IP來(lái)代替TCP／IP。不過(guò)，以太網(wǎng)的高速度，已經(jīng)把這些問(wèn)題全部覆蓋了，就算是以最低速3Mbps有效速率運(yùn)行，一個(gè)100個(gè)字節(jié)的實(shí)時(shí)控制信息，在以太網(wǎng)的傳輸時(shí)間，（[100＋26]amp。8/3M），對(duì)BAS，已是很理想的數(shù)據(jù)了。5．5 TCP／IP作為現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的通信協(xié)議的討論TCP／IP協(xié)議是一組協(xié)議，采用四層結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)場(chǎng)總路線(xiàn)三層結(jié)構(gòu)很相似，因此，適用于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。采用TCP／IP的以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，由于數(shù)據(jù)鏈路層的CSMA／CD，使得數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間是建立?quot。概率amp。quot。基礎(chǔ)上，但由于以太網(wǎng)線(xiàn)路的改進(jìn)，情況大為改善。TCP／IP是非常流行的技術(shù)，移植到現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是順理成章的事，問(wèn)題之一是TCP／IP是為因特網(wǎng)設(shè)計(jì)的，TCP是要處理面對(duì)成千上萬(wàn)的網(wǎng)站，它要處理好這么多路由的連接，只能采取在TCP層，設(shè)置發(fā)送機(jī)和接收機(jī)，提供端到端的可靠的進(jìn)程間的通信，使數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸過(guò)程中始終保持連接狀態(tài)，只有雙向通信。TCP才去發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)（雙向通信不是指兩機(jī)器獨(dú)占式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)話(huà)，而是說(shuō)兩臺(tái)機(jī)器間有一交互信息流），TCP發(fā)出信號(hào)后，必須等待對(duì)方應(yīng)答信號(hào)，否則會(huì)重發(fā)，這種定向連接協(xié)議，使兩個(gè)端機(jī)經(jīng)常以適當(dāng)?shù)乃俣认嗷ネㄔ?huà)，TCP傳輸控制在兩個(gè)機(jī)器問(wèn)來(lái)回發(fā)送狀態(tài)信息。而UDP用戶(hù)數(shù)據(jù)表協(xié)議卻比TCP簡(jiǎn)單得多。對(duì)于自動(dòng)控制的應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，并不需要時(shí)時(shí)保持個(gè)連接，以節(jié)約開(kāi)銷(xiāo)和網(wǎng)絡(luò)通信量，而UDP是一個(gè)無(wú)連接系統(tǒng)，從TCP到UDP放棄了許多功能，簡(jiǎn)單了許多，只是作為一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)端機(jī)和收端機(jī)操作，而不理會(huì)二者之間的連接。幀的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為源端口2字節(jié)，目的端口2字節(jié)，長(zhǎng)度2字節(jié)，校驗(yàn)2字節(jié)。UDP傳遞服務(wù)不建立通信雙方的連接，發(fā)完數(shù)據(jù)就完事大吉，所以，比較靈活，效率高，非常適合測(cè)控?cái)?shù)據(jù)的發(fā)送，因?yàn)檫@類(lèi)數(shù)據(jù)非常短，還有，在控制網(wǎng)絡(luò)中，通行的站點(diǎn)比起因特網(wǎng)來(lái)，少之又少，非常強(qiáng)調(diào)二者之間的連接管理，就顯得多余，比起TCP的大文件來(lái)，測(cè)控程度只是amp。quot。發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求amp。quot?；蛘遖mp。quot。等待一個(gè)響應(yīng)amp。quot。，三言?xún)烧Z(yǔ)，傳遞本身就會(huì)很可靠。此外，在實(shí)時(shí)控制中，有時(shí)強(qiáng)調(diào)一種完全控制，即使在信號(hào)傳輸過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤，控制器業(yè)能夠自行處理作出決策，而不需要讓TCP一遍又一遍重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)，因?yàn)樽钥叵到y(tǒng)控制器的自制能力都極強(qiáng)。無(wú)論TCP還是UDP，應(yīng)用程序都是駐留在通信協(xié)議頂層的應(yīng)用中，包括控制和人機(jī)接口等一系列應(yīng)用程序以及用于系統(tǒng)集成的OPC，都藉信息傳輸，獲取其中的數(shù)據(jù)。5．6 以太網(wǎng)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用美國(guó)Foxboro公司在1995年就推出了采用以太網(wǎng)10BASE－5粗同軸電纜I／A node Bus用于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)，近年來(lái)，新I／A現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)已經(jīng)改為雙絞線(xiàn)BASE－T，室內(nèi)及機(jī)柜內(nèi)，都使用RJ45接插件，對(duì)室外及振動(dòng)嚴(yán)重的場(chǎng)所，則按防護(hù)等級(jí)IP67生產(chǎn)了密封式RJ45的連接器，Hirschman公司也能提供現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中作為以太網(wǎng)連接的接插件，抗震密封，適用于工業(yè)環(huán)境。1997年，Schneider公司為其著名現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)Modbus TCP通信協(xié)議產(chǎn)品，它的PLC產(chǎn)品中的I／O模塊，Momentum系列，均可以設(shè)置以太網(wǎng)端口。這些I／O模塊通過(guò)這些端口直接連入以太網(wǎng)中。Schneider公司把Modbus通信協(xié)議變址為T(mén)CP／IP通信協(xié)議，這是世界上較早的以太網(wǎng)I／O產(chǎn)品。TCP／IP和UDP／IP的一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是在同一個(gè)以太網(wǎng)中，可以運(yùn)行許多不同的通信協(xié)議，它們都變址在TCP／IP或UDP／IP中。Honeywell公司幾年前就已經(jīng)開(kāi)始著手把以太網(wǎng)用于建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)化層總線(xiàn)通信的應(yīng)用工作，目前，第一步已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，即，把所有測(cè)控總線(xiàn)通過(guò)TCP／IP接口連入以太網(wǎng)中，通過(guò)以太網(wǎng)得數(shù)據(jù)通信，進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。以太網(wǎng)成為BA、FA、SA集成的通信平臺(tái)，進(jìn)而與管理系統(tǒng)在此平臺(tái)上完成管理控制一體化集成。隨著以太網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，把以太網(wǎng)芯片內(nèi)嵌與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的一天，也許會(huì)很快來(lái)臨，意味著因特網(wǎng)內(nèi)置與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的時(shí)代終會(huì)來(lái)到，其意義在于因特網(wǎng)與控制網(wǎng)融為一體，因特網(wǎng)無(wú)處不在，會(huì)進(jìn)一步改變工業(yè)自動(dòng)化和建筑物自動(dòng)化的面貌。5．7 建筑物自動(dòng)化的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)這個(gè)技術(shù)熱點(diǎn)，長(zhǎng)期爭(zhēng)論不休，雖然出臺(tái)了IEC61158所推薦的8種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)，但是仍然沒(méi)有一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)能夠滿(mǎn)足各種行業(yè)有要求。在這紛爭(zhēng)的局面中，以太網(wǎng)的確受到了許多廠(chǎng)商的重視，在管理層（工廠(chǎng)級(jí)）采用以太網(wǎng)已經(jīng)成了共識(shí)，而在低層次上的應(yīng)用，還要假以時(shí)日，許多廠(chǎng)商正在積極研究和開(kāi)發(fā)。目前，LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)在BAS行業(yè)中的地位，是很重要的，尤其LonMark產(chǎn)品給用戶(hù)帶來(lái)產(chǎn)品互換互操的巨大利益（大幅度下降系統(tǒng)的壽命周期成本），所以受到用戶(hù)的重視。Honeywell公司在2000年6月推出了全LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)，原來(lái)的CBUS已經(jīng)可以換用LonTalk現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，所有其它生產(chǎn)廠(chǎng)商的LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，可以直接聯(lián)入Honeywell中央站。此外，BACnet通信協(xié)議在BAS中的地位也舉足輕重，Honeywell公司在BAS系統(tǒng)中，設(shè)置有BACnet服務(wù)器和BACnet客戶(hù)機(jī)兩組軟件，以適應(yīng)BACnet總線(xiàn)產(chǎn)品的連接和系統(tǒng)的集成?？傊S著個(gè)人計(jì)算機(jī)PC和以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用的不斷發(fā)展，盡管LonWorks、BACnet、Modbus等傳統(tǒng)明星會(huì)繼續(xù)發(fā)揮作用，但是，新動(dòng)向確實(shí)值得關(guān)注，LonWorks技術(shù)也正在使用以太網(wǎng)技術(shù)，就說(shuō)明了這點(diǎn)。21
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