現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是從八十年代中期發(fā)展起來(lái)的。經(jīng)歷了十幾年的時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于汽車、造紙、紡織、煙草、機(jī)械、石油化工、電力、樓宇自控等各個(gè)控制領(lǐng)域?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)由于其巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是工業(yè)控制發(fā)展的必然趨勢(shì)，將逐步取代傳統(tǒng)的PLC點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接線的控制方法。
1.1 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)
現(xiàn)場(chǎng)總線是一種串行的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通訊鏈路，它溝通了生產(chǎn)過(guò)程領(lǐng)域的基本控制設(shè)備(即現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備)之間以及更高層次自動(dòng)控制領(lǐng)域的自動(dòng)化控制設(shè)備(即車間級(jí)設(shè)備)之間的聯(lián)系。下圖是一個(gè)簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的實(shí)例。該系統(tǒng)主要包括一些實(shí)際應(yīng)用的設(shè)備，如PLC、掃描器、電源、輸入輸出站、終端電阻等。其它系統(tǒng)也可以包括變頻器、軟起動(dòng)器、人機(jī)界面等。
主控器(Host)可以是PLC或PC，通過(guò)總線接口整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制。
總線接口，有時(shí)可以稱為掃描器，可以是分別的卡件，也可以集成中PLC中?？偩€接口作為網(wǎng)絡(luò)管理器和作為主控器到總線的網(wǎng)關(guān)，管理來(lái)自總線節(jié)點(diǎn)的信息報(bào)告，并且轉(zhuǎn)換為主控器能夠讀懂的某種數(shù)據(jù)格式傳送到主控器。總線接口的缺省地址通常設(shè)為“0”電源，是網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸和接收信息所必須的。通常輸入通道與內(nèi)部芯片所用電源為同一個(gè)電源，習(xí)慣稱為總線電源。而輸出通道使用獨(dú)立的電源，稱為輔助電源。
輸入輸出節(jié)點(diǎn)，在該實(shí)例中第一個(gè)節(jié)點(diǎn)是8通道的輸入節(jié)點(diǎn)。雖然輸入有許多不同的類型，在應(yīng)用中最常用的是24V直流的2線、3線傳感器或機(jī)械觸點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)具有IP67的防護(hù)等級(jí)，有防水、防塵、抗振動(dòng)等特性，適合于直接安裝在現(xiàn)場(chǎng)。另一個(gè)節(jié)點(diǎn)是端子式節(jié)點(diǎn)，獨(dú)立的輸入/輸出端子塊安裝在DIN導(dǎo)軌上，并連接著一個(gè)總線耦合器。該總線直流耦合器是連接總線的網(wǎng)關(guān)。這種類型的節(jié)點(diǎn)是開放式的結(jié)構(gòu)，其防護(hù)等級(jí)為IP20，它必須安裝在機(jī)箱中。端子式輸入/輸出系統(tǒng)包含有許多種開關(guān)量與模擬量輸入/輸出模塊，以及串行通訊、高速計(jì)數(shù)與監(jiān)控模塊。端子式輸入/輸出系統(tǒng)可以獨(dú)立使用也可以結(jié)合使用。
節(jié)點(diǎn)地址3，是一個(gè)輸出站。連接一個(gè)輔助電源，該電源用于驅(qū)動(dòng)電磁閥和其他的電器設(shè)備。通過(guò)將輔助電器與總線電源分開可以極大地降低在總線信號(hào)中的噪音。另外大部分總線節(jié)點(diǎn)可以診斷出電器設(shè)備中的短路狀態(tài)并且報(bào)告給主控器，即使發(fā)生短路也不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的通訊。
節(jié)點(diǎn)地址4連接的是一個(gè)帶有總線通訊接口的智能型光電傳感器。這說(shuō)明，普通傳感器等現(xiàn)場(chǎng)裝置可以通過(guò)輸入輸出模塊連接到現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)工程中，也可以單獨(dú)裝入總線通訊接口，連接到總線系統(tǒng)中。
總線電纜和終端電阻?？偩€電纜一般分為主干纜和分支電纜。各種總線協(xié)議對(duì)于總線電纜的長(zhǎng)度都有所規(guī)定，不同的通訊波特率，對(duì)應(yīng)不同的總線電纜長(zhǎng)度。同時(shí)，分支電纜的長(zhǎng)度也是有所限制的。 網(wǎng)絡(luò)的最后部分是終端電阻。在一些總線系統(tǒng)中。這個(gè)終端電阻只是連接到兩數(shù)據(jù)線的簡(jiǎn)單電阻。它是用來(lái)吸收網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸過(guò)程中的剩余能量。 從上面的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的實(shí)例中可以看出，與傳統(tǒng)的PLC點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制方法相比，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。其特點(diǎn)包括:
(1) 具有較高的性能價(jià)格比。系統(tǒng)綜合成本及時(shí)性安裝費(fèi)用減少40%。
導(dǎo)線、連接附件的大幅度的減少。由原來(lái)的幾百根，甚至幾千根控制電纜減少到一根總線電纜，從而也使接線端子、電纜橋架等附件大幅度的減少。
設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維護(hù)的費(fèi)用大幅度地減少，維護(hù)和改造的停工時(shí)間減少60%。原來(lái)繁瑣的原理圖、布線圖設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單易行;標(biāo)準(zhǔn)接插件快速、簡(jiǎn)便的安裝，使人力、物力大量的減少;強(qiáng)大 的故障診斷能力，使系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)變得輕松和愉快。
(2) 系統(tǒng)性能大幅度的提高，使控制系統(tǒng)的檔次跨越了一個(gè)臺(tái)階，可靠的數(shù)據(jù)傳輸，快速的數(shù)據(jù)響應(yīng)，強(qiáng)大的抗干擾能力。許多總線在通訊介質(zhì)、信息檢驗(yàn)、信息糾錯(cuò)、重復(fù)地址檢測(cè)等方面都有嚴(yán)格的規(guī)定，從而確保總線通訊快速、完全可靠的進(jìn)行。
自動(dòng)診斷、顯示故障位置。診斷包括總線節(jié)點(diǎn)的通訊故障、電源故障，以及現(xiàn)場(chǎng)裝置和連接件的斷路、短路故障，從而迅速地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的各種故障位置和狀態(tài)。
采用數(shù)字信號(hào)通訊，有效提高系統(tǒng)的測(cè)量和控制精度。各種開關(guān)量、模擬量信號(hào)就近轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，避免了信號(hào)的衰減和變形。
許多總線節(jié)點(diǎn)具有IP67的防護(hù)等級(jí)，具有防水、防塵、抗振動(dòng)的特性?？梢灾苯影惭b于工業(yè)設(shè)備上，大量減少了現(xiàn)場(chǎng)接線箱，使系統(tǒng)美觀而實(shí)用。
本質(zhì)安全型總線。更加適合直接安裝于石油、化工等危險(xiǎn)防爆場(chǎng)所，減少系統(tǒng)發(fā)生危險(xiǎn)的可能性。
1.2 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的基本概念
(1) 訪問(wèn)方法(Media Access)指在總線上通訊的權(quán)利。有三種主要的類型:
主控(Master Control)一個(gè)高級(jí)別的節(jié)點(diǎn)控制所有的信號(hào)傳輸，順序和時(shí)間。除非主節(jié)點(diǎn)要求，其他節(jié)點(diǎn)不能通訊。Profibus-DP在主站和從站之間采用這種訪問(wèn)方法。
令牌方式(Token Passing)一種信息轉(zhuǎn)移的方法，每次循環(huán)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有一次機(jī)會(huì)通訊。Profibus-DP在主站和主站之間采用這種訪問(wèn)方法。
CSMA一種訪問(wèn)方法，允許每一節(jié)點(diǎn)通訊，只要該節(jié)點(diǎn)有信息要發(fā)布并且沒有其他節(jié)點(diǎn)占用通訊線。當(dāng)以真正的CSMA 方式操作時(shí)，有可能兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)通訊。有兩種主要的方法處理可能存在的沖突:
a)CD—沖突監(jiān)測(cè)(collision detection)-所有的發(fā)送器必須同時(shí)是接收器。如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)開始通訊，它們將聽到發(fā)生了沖突，都停止通訊，等待一個(gè)任意長(zhǎng)的時(shí)間，重新再通訊。以太網(wǎng)采用這種訪問(wèn)方法。
b)BA—逐位仲裁(Bitwise arbitration)地址最低的節(jié)點(diǎn)，優(yōu)先級(jí)最高，享有繼續(xù)通訊的權(quán)力，而另一個(gè)節(jié)點(diǎn)則停止通訊。DeviceNet采用這種訪問(wèn)方法。
(2) 總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)—拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是描述總線的專用術(shù)語(yǔ)，指通訊線連接各節(jié)點(diǎn)的方法。
線狀結(jié)構(gòu)(Bus)簡(jiǎn)單的直線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)稱作線狀結(jié)構(gòu)。Profibus-DP、DeviceNet主要都采用這種結(jié)構(gòu)。
分支結(jié)構(gòu)(Branch)通?？偩€可以有分支，有時(shí)分支可以繼續(xù)有分支。不同的總線有不同的的規(guī)定，有的總線分支被限制在幾厘米之內(nèi)，有的總線允許有任意的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，僅限制通訊線的累計(jì)長(zhǎng)度。
星型結(jié)構(gòu)(Star)另外一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)。這種方法流行于計(jì)算機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)。主機(jī)按照這種結(jié)構(gòu)連接外圍設(shè)備，如磁帶儲(chǔ)存器，打印機(jī)和終端?，F(xiàn)在，星型結(jié)構(gòu)有了更廣泛的意義，有源或無(wú)源的多端口分接器都象一個(gè)星型結(jié)構(gòu)，但在內(nèi)部是一種帶多個(gè)分支的公用總線，用于一個(gè)小區(qū)域范圍的連接。
環(huán)狀結(jié)構(gòu)(Ring)環(huán)狀結(jié)構(gòu)通常是一種理論上的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，盡管真正的環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在。真正的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)也是一個(gè)中繼器。信息進(jìn)入一個(gè)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)讀取信息，并加入新的信息發(fā)送給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。如具有更先進(jìn)的協(xié)議和附加的硬件，當(dāng)環(huán)斷掉或一個(gè)節(jié)點(diǎn)中繼器損壞，節(jié)點(diǎn)可以重新循環(huán)信息。
現(xiàn)場(chǎng)總線在發(fā)展的最初，各個(gè)公司都提出自己的現(xiàn)場(chǎng)總線的協(xié)議，如AB公司的DeviceNet,TURCK公司的Sensoplex,Honeywell公司的SDS，Phoenix公司的InterBus-S，以及Seriplex,ASI等。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)總線的協(xié)議逐漸趨于統(tǒng)一，針對(duì)制造業(yè)自動(dòng)化，DeviceNet在北美和日本用的比較普遍，PROFIBUS-DP在歐洲用的比較普遍。針對(duì)過(guò)程自動(dòng)化，PROFIBUS-PA和Foundation Fieldbus占據(jù)大部分市場(chǎng)。其他的總線協(xié)議如ASI、InterBus-S、Sensoplex在某些特殊的領(lǐng)域也有一些市場(chǎng)，下面分別介紹各種總線的一些特點(diǎn)。
2 PROFIBUS的構(gòu)成
PROFIBUS是Process Fieldbus的簡(jiǎn)稱，它是1987年由原西德聯(lián)邦科技部集中了13家公司及5家研究所的力量按照ISO/OSI參考模型制定現(xiàn)場(chǎng)總線的德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(PROFIBUS)。經(jīng)過(guò)2年多的努力，完成了制定工作，與1991年4月在DIN19245中發(fā)表，正式成為德國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。后來(lái)，又通過(guò)投票成為歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170。
PROFIBUS已成為國(guó)際化的開放現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，得到了眾多生產(chǎn)廠家的支持，并和基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線一起成為現(xiàn)場(chǎng)總線的兩大體系，在歐洲，PROFIBUS擁有40%以上的市場(chǎng)分額，近年來(lái)，在北美和日本的發(fā)展情況也不錯(cuò)。由于得到PLC生產(chǎn)商的支持，加上基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)遲遲得不到完善，PROFIBUS將會(huì)有更大的發(fā)展空間。
90年代初，PROFIBUS由西門子引入中國(guó)，開始被國(guó)內(nèi)所接受。由于得到中德兩國(guó)政府有關(guān)部門的支持及西門子的大力推廣，PROFIBUS在中國(guó)發(fā)展勢(shì)頭良好，目前，PROFIBUS在我國(guó)已擁有眾多用戶，如上海揚(yáng)樹蒲電廠、西安揚(yáng)森制藥廠、云南玉溪卷煙廠、青島啤酒廠、海爾冰箱生產(chǎn)線。
PROFIBUS 遵循ISO/OSI模型，其通信模型由三層構(gòu)成;物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。PROFIBUS由三部分組成，PROFIBUS-FMS(Fieldbus Message Specification,現(xiàn)場(chǎng)總線報(bào)文規(guī)范)、PROFIBUS-DP(Decentralized Periphery，分散型外圍設(shè)備)、PROFIBUS-PA(Process Automation,過(guò)程自動(dòng)化)。
2.1 PROFIBUS-FMS
此部分是完成控制器與現(xiàn)場(chǎng)器件之間的通信及控制器之間的信息交換。它提供了大量的通信服務(wù)，如現(xiàn)場(chǎng)信息傳送、數(shù)據(jù)庫(kù)處理、參數(shù)設(shè)定、下栽程序、從機(jī)控制和報(bào)警等，適用完成以中等傳輸速度進(jìn)行較大數(shù)據(jù)交換的循環(huán)和非循環(huán)通信任務(wù)。由于它是完成控制器與智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通信以及控制器間的信息交換，因此它主要考慮系統(tǒng)的功能，而不是系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。FMS提供了叫多種類的通信服務(wù)，應(yīng)用靈活，可用于大范圍和復(fù)雜的通信系統(tǒng)。PROFIBUS-FMS;在使用RS-485時(shí)，其通信速率為9.6 Kbps-500 Kbps，距離1.6Km-4.8Km，最多可接122個(gè)節(jié)點(diǎn)，使用FSK(頻移鏈控)時(shí)，最多32個(gè)節(jié)點(diǎn)，距離可達(dá)5Km，介質(zhì)可為雙絞線或光纜。
2.2 PROFIBUS-DP
PROFIBUS-DP是一種優(yōu)化的通信模塊，旨意在解決設(shè)備一級(jí)的高速數(shù)據(jù)通信。在這一級(jí)，中央控制器(如PLC/PC)通過(guò)高速串行線同分散的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(I/O、驅(qū)動(dòng)器、閥門等)進(jìn)行通信，傳輸速率可達(dá)12Mbit/s。一般情況下，DP構(gòu)成主站系統(tǒng)，主站和從站一循環(huán)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;另外，DP的擴(kuò)展功能也能提供了非循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Α?/SPAN>PROFIBUS-DP:RS-485雙絞線或光纜通信速率為9.6kbps-12Mbps;最大距離12Mbps時(shí)為100m，1.5Mbps時(shí)為200m，可用中繼器加大距離，最多站數(shù)126個(gè)。
2.3 PROFIBUS-PA
PROFIBUS-PA是PROFIBUS過(guò)程自動(dòng)化的解決方案，是PROFIBUS-DP向現(xiàn)場(chǎng)的延伸，用DP可以將若干PA連接在一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中。它具有本質(zhì)安全的特性，專門的傳輸技術(shù)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC1158-2，適用于本征安全要求較高場(chǎng)合和總線供電的站點(diǎn)。PROFIBUS-PA通信速率為31.25kbps，最大距離為≤1.9km，其每一段上可連接的儀表臺(tái)數(shù)≤32臺(tái)，但決定于所接入總線儀表設(shè)備的耗電量和應(yīng)用的最大總線電流，只要饋入總線的電流不超過(guò)規(guī)定的最大電壓值和電流值，就可以保證在危險(xiǎn)區(qū)域中運(yùn)行的本質(zhì)安全。
三種系列的PROFIBUS很容易集成在一起，DP和FMS使用了同樣的傳輸技術(shù)和統(tǒng)一的總線訪問(wèn)協(xié)議，因而這兩套系統(tǒng)可在同一根電線上同時(shí)操作;PA和DP之間使用分段耦合器能方便集成在一起。PROFIBUS家族幾乎涵蓋了現(xiàn)場(chǎng)總線所有的應(yīng)用領(lǐng)域，如加工制造、過(guò)程自動(dòng)化和樓宇自動(dòng)化等，普遍性是PROFIBUS與其他規(guī)范相比最重要的優(yōu)點(diǎn)。
3 PLC與PROFIBUS
PLC與現(xiàn)場(chǎng)總線的聯(lián)系是非常緊密的，可以說(shuō)，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線中PLC是現(xiàn)場(chǎng)總線上不可缺少的控制器。PROFIBUS是個(gè)開放性的產(chǎn)品，推出以來(lái)得到了眾多PLC廠家的支持，紛紛在其產(chǎn)品上提供了與PROFIBUS的接口。目前，比較流行的PLC產(chǎn)品(如西門子的S5和S7系列、歐姆龍系列、三菱Quantum系列)都具有與PROFIBUS相連的能力。眾多PLC廠家的政策擴(kuò)大了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)用戶的選擇余地，客觀上保護(hù)了用戶的利益，鞏固了PROFIBUS在PLC的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的地位，加強(qiáng)了PROFIBUS對(duì)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF的競(jìng)爭(zhēng)能力。
PROFIBUS的傳輸介質(zhì)采用屏蔽雙絞線，節(jié)點(diǎn)通過(guò)總線終端器(bus teminal)或總線連接器(bus connector)連接到總線上。每段(segment)最多32個(gè)節(jié)點(diǎn)，段與段之間通過(guò)中繼器(repeater)連接，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)總數(shù)最多為127個(gè)。PROFIBUS在有些地方與MODICON Modbus Plus有些相似。例如，PROFIBUS的總線終端器就與MB+分支器差不多?？偩€終端器與PROFIBUS總線相連，并帶有一根1.5m或3.0m的連接電纜(Connecting Cable)，電纜未端是一個(gè)9針的485公接頭，直接連接到符合PROFIBUS協(xié)議的設(shè)備上的9針485插座上。
MODICON的140CR81100通信模塊可以將Quantum系統(tǒng)與PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)相連，作為PROFIBUS-DP上的主設(shè)備與其他節(jié)點(diǎn)通訊，尤其是可以控制常用的Siemens的交流/直流傳動(dòng)系統(tǒng)。該模塊的基礎(chǔ)是80386EX微處理器，模塊上插有一塊PCMCIA卡(467NHP911)，與PROFIBUS的通訊接口就是由這塊卡定義的。從這塊卡上引出一個(gè)PROFIBUS RS-485連接器(490NAD91102)，通過(guò)485口與網(wǎng)絡(luò)相連。模塊帶有標(biāo)準(zhǔn)的RS-232C接口，與計(jì)算機(jī)相連對(duì)模塊進(jìn)行診斷。該模塊最多可以帶32個(gè)PROFIBUS節(jié)點(diǎn)，通信速率可調(diào)，其通信速率與通信距離的關(guān)系如下:
l 通信距離最遠(yuǎn)為1.2km時(shí)，其通信速率有三種可選擇:9.6kbps、19.2 kbps、93.75kbps 。
l 通信距離最遠(yuǎn)為1.0km時(shí)，其通信速率為187.5kbps。
l 通信距離最遠(yuǎn)為0.5km時(shí)，其通信速率為500kbps。
l 通信距離最遠(yuǎn)為0.2km時(shí)，其通信速率為1.5Mbps。
l 通信距離最遠(yuǎn)為0.1km時(shí)，其通信速率有三種可選擇:3Mbps、6Mbps、12Mbps。
140RP81100是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Quantum模塊，可以插在Quantum機(jī)架的任意一個(gè)槽位中。該模塊與兩個(gè)CPU兼容，而且可以同時(shí)使用的數(shù)量也與CPU型號(hào)有關(guān);140CPU21304最多2個(gè)，140CPU42402 最多6個(gè)。對(duì)該模塊進(jìn)行配置需要Modsoft2.3以及專用的PROFIBUS-DP配置軟件包332SPU83301。
4 現(xiàn)場(chǎng)總線的主要產(chǎn)品
連接于總線上的產(chǎn)品，可以分為有源和無(wú)源兩大類。
4.1 有源產(chǎn)品
有源產(chǎn)品可以產(chǎn)生通訊信號(hào)、響應(yīng)信號(hào)、調(diào)整信號(hào)或者兼而有之。 有源產(chǎn)品包括以下部件:
(1) 節(jié)點(diǎn)(Node)總線上可以編址的設(shè)備。
(2) 總線模塊(Bus Modulea)任何形式的現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)，可以使用端子或接插件連接傳感器、閥門、按鈕等各種現(xiàn)場(chǎng)裝置。
(3) 網(wǎng)關(guān)(Gateway):一種特殊的節(jié)點(diǎn)，用于兩面種不同的總線之間的信號(hào)和數(shù)據(jù)變換。
(4) 放大器- 一種用于實(shí)時(shí)(加強(qiáng))信號(hào)，以精確復(fù)制原始信號(hào)。連接同一總線的兩部分，解決通訊信號(hào)在通訊線上由于電氣損耗而造成的衰減。當(dāng)信號(hào)變?nèi)醵蛔冃螘r(shí)可以使用放大器。
(5) 中繼器(Repeater)用于加強(qiáng)信號(hào)，產(chǎn)生不變形的新信號(hào)。連接同一總線的兩端，當(dāng)信號(hào)變?nèi)趸蜃冃螘r(shí)可以使用中繼器。
(6) 橋(Bgridge)有兩類橋。一種是用于連接同一種協(xié)議，不同傳輸速度的兩個(gè)段。另一種是一種智能的中繼器，當(dāng)通訊的源地址和目的地址位于不同總線段時(shí)，用于重復(fù)兩個(gè)段間的數(shù)據(jù)。橋必須被編程設(shè)定地址和相關(guān)的段。當(dāng)橋讀地址時(shí)，要有幾個(gè)位的等待時(shí)間。橋可以應(yīng)用于設(shè)備級(jí)總線，但應(yīng)用并不普遍。
(7) 路由器(Router)-用于廣域網(wǎng)的高等級(jí)橋。這類產(chǎn)品很少應(yīng)用于設(shè)備級(jí)總線。
(8) 有源多端口分接器(Active hub)多端口中繼器或放大器，以增加總線的分支能力。
(9) 接口卡、接口模塊(Interface card,interface module)指網(wǎng)關(guān)的常用術(shù)語(yǔ)，作為PLC或PC到設(shè)備及總線的接口。
4.2 無(wú)源總線產(chǎn)品
無(wú)源總線產(chǎn)品包括:
(1) T型分支(Tee)用于產(chǎn)生總線上的一路分支。
(2) 無(wú)源多端口分接器(Passive hub)多端口T型分支。
(3) 終端電阻(Terminating Resistor)安裝在總線的始端和末端的電阻，用于穩(wěn)定和調(diào)整信號(hào)。
(4) 總線電纜(Busline)連接節(jié)點(diǎn)，傳送數(shù)據(jù)的各種電纜。
5 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的應(yīng)用
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)自推廣以來(lái)，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)應(yīng)用于冶金、汽車制造、煙草機(jī)械、環(huán)境保護(hù)、石油化工、電力能源、紡織機(jī)械等各個(gè)領(lǐng)域的工業(yè)控制。
應(yīng)用的總線協(xié)議主要包括PROFIBUS、DeviceNet、Foundation、Fieldbus、Interbus_S等。在汽車行業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)應(yīng)用的非常普遍，國(guó)外設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)已應(yīng)用很廣泛，從單機(jī)設(shè)備到整個(gè)生產(chǎn)線的輸送系統(tǒng)，全部采用現(xiàn)場(chǎng)總線的控制方法。而國(guó)內(nèi)的應(yīng)用仍大多集中中生產(chǎn)線的輸送系統(tǒng)、隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和觀念的更新必然會(huì)逐步擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域。 目前，已在汽車行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)的項(xiàng)目包括:
(1) 上海通用汽車別克轎車生產(chǎn)線的總裝車間、焊裝車間、發(fā)動(dòng)機(jī)車間、沖壓車間全面采用PROFIBUS-DP協(xié)議，從單臺(tái)的沖壓機(jī)床、焊接機(jī)器人，到生產(chǎn)部件的輸送。
(2) 一汽大眾AUDI C5V6生產(chǎn)線的總裝車間、焊裝車間采用DevicenNet協(xié)議。AB-PLC5作為主控器，現(xiàn)場(chǎng)模塊采用TURCK的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品。
(3) 張家港牡丹汽車廠涂漆車間采用PROFIBUS-DP協(xié)議控制車間的自行小車;涂漆車間采用DeviceNet協(xié)議。
(4) 一汽轎車廠紅旗轎車生產(chǎn)線涂漆車間
(5) 橇輸送系統(tǒng)的改造采用PROFIBUS-DP協(xié)議。
（轉(zhuǎn)載）
