现场总线技术的定义:工业控制中,现场总线是指连接各种传感器和执行器等设备与上位计算机的通信网络。它是一种实时性要求较高、数据传输速度快、可靠性强的通讯方式。在工业自动化系统中,现场总线技术通过标准化接口协议,如OPC/DDE、Modbus、Profibus等,使得不同厂商生产的控制设备能够互联互通,实现集中监控和远程控制。
I/O接口概念与基本功能:
I/O接口是CPU与外设之间交换信息的媒介和桥梁,它可以进行端口地址译码设备选择,对CPU提供I/O设备状态信息和命令译码,以及进行定时和相应时序控制。它还能对数据传送提供缓冲,以消除计算机与外设在“定时”或数据处理速度上的差异,并提供有关信息格式的相容性变换。
工业控制常用的接口协议大全:
RS-232:一种串行通信协议,适用于短距离、高速率通信。
RS-485:另一种串行通信协议,可支持更长距离,更大的信号容量。
USB(通用串行总线):一个高速并且灵活的串行接口标准。
OPC/DDE(开放过程控制大型扩展):一个软件标准,用来提高不同供应商产品间软件组件交换效率。
ModBus:一种广泛应用于电子行业的一种通用语言,可以使不同的厂商生产的控制设备连成一片。
ProfiBus:一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的地方域网技术,是目前最为普遍使用的一个现场总线标准。
CANopen:一个基于CAN总线(Controller Area Network)的规范,为执行器/传感器领域设计,是一款多主站网络解决方案。
工控网络概述:
工控网络通常是一个局域网,它将分布在生产装置周围测控设备连接成为功能各异的自动化系统。其节点包括具有计算与通信能力的小型测量仪表,有些甚至只带有简单通信接口,而没有嵌入式CPU或显示屏幕。此外,面临着强电磁干扰以及恶劣工作环境的问题。
现场接口分类及应用:
平台相关性通用协议,如OPC/DDE
平台无关性通讯协议,如ModBus、ProfiBus
平台无关专有协议,如大部分DCS(分布式 控制系统)中的自定义协议
特殊协议,如编程口或打印端
每种类型都有其特定的应用场景,并且需要满足特定的性能要求如实时性的需求。此外,还有一些特殊情况下的交流方式,比如BACnet用于楼宇自动化领域,以及AS-interface用于下位控制级别传感器/执行器之间的人机界面。