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人物与工业以太网现场总线技术及CAN总线通信协议三要素的详细解释

在工业自动化领域,技术、通信技术和IT技术的融合为现场总线技术和工业以太网技术的发展奠定了基础。其中,工业以太网尤其是其广泛应用,为自动化带来了深远的变革。

现场总线式应用主要用于生产现场中的智能设备与自动化测量控制系统之间的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。软件是系统重要组成部分,包括组态软件、维护软件、仿真软件等。通过组态软件实现功能块间连接,配置参数,并进行网络设计。在运行过程中,它实时采集数据,处理信息,并进行优化控制及逻辑控制。

其特点是高性能多变量测量,使得仪表具备计算能力等更多功能。由于采用数字信号,其具有高分辨率、高准确性,以及抗干扰和抗畸变能力强。此外,还能提供设备状态信息,对处理过程进行调整。

客户机/服务器模式目前是流行的网络计算机服务模式,其中服务器表示数据源,而客户机则表示数据使用者,从数据源获取并进一步处理。服务器通常运行在小型机或大型机上,而客户机运行在PC或工作站上。这一模式实现了组织存储大量相关数据与应用程序,并支持充分共享和交叉访问。

全球有四十余种现场总线,其中ProfiBus、CANbus、CC-Link等多种标准并行存在,每个都有自己的生存空间。目前RS485/MODBUS仍将是最主要的工业组网方式,因为它实施简单且价格便宜,但随着HART网络等其他协议出现,这些标准也面临挑战。

HART网络虽然拥有智能仪表支持,但国内实际应用尚未达到国外水平,而且由于通信速率低和组网困难,其未来趋势可能呈现下滑趋势。而FieldBus现场总线则被誉为自动化领域计算机局域网,它支持双向多节点全数字通信,但还没有形成统一标准,不同标准并存,如ProfiBus与CANbus各自占有一席之地。

然而,在Industrial Ethernet(IE)中,由于对环境适应性要求较高,比如耐冲击、高温、高湿以及电磁兼容性,因此需要特别注意这些因素。在安装方面,也需考虑方便更换,以满足快速响应需求。而DA是一种基于TCP/IP但结合WEB分布式安全体系架构的一种解决方案,将实时性的分布环境与集中安全体系结合起来,为分散自动化提供了一套解决方案。

最后,与商用以太网不同的是,工业以太网不仅要兼容TCP/IP协议,还要能够满足实时性要求,如5~10ms刷新时间,以及非循环传输能力。此外,还需要加入网络管理及WEB功能,以及直接集成I/O设备,以适应复杂批处理和混合控制需求。在这种背景下,可以看出HSE Industrial Ethernet作为一种连续过程控制以及断续制造所需连续实时控制提供了各种解决方案,是企业信息管理系统集成的一个关键桥梁。

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