在通信工程师考试中,关于通信常用的现场总线类型是一个重要的知识点。现场总线是一种新的工业总线,是多节点的双向数字串行总线,用于连接工业过程现场仪表和控制系统之间的全数字化、双向、多站点的串行通信网络。常见的现场总线类型包括以下几种:
1. CAN(控制局域网络,Control Area Network)
特点:由德国Bosch公司开发推出,主要在汽车系统中用以实现控制器与测试仪之间的通信。数据结构采用短帧结构,有远程帧、数据帧、错误帧和超载帧4种不同的帧格式,传输介质可采用双绞线、同轴电缆、光纤等。具有成本低、实时性高、抗干扰能力强、适用范围广等特点。
应用:广泛应用于工业自动化、汽车制造等领域。
2. PROFIBUS(过程现场总线)
特点:是德国国家标准DIN19245和欧洲标准EN50170的开放式总线标准。数据链路层采用主从结构,即主站之间采用令牌传送方式,主站与从站之间采用主从传送方式;物理层提供RS485、IEC1158-2、光纤FO三种传输技术。可方便的构成分散式、集中式和分布式控制系统,实现现场设备层到车间级监控的现场通信网络和分散式数字控制。
应用:广泛用于工业自动化领域,包括过程自动化、一般自动化和工业自动化等。
3. LonWorks(局部操作网络,Local Operating Network)
特点:由美国Echelon公司推出,采用OSI(开放系统互连模型,Open System Interconnection)的七层通信协议,固化在Neuron芯片上,是一种底层通信网络。核心是Neuron(神经元)芯片,内含了3个8位的CPU,分别实现Lon Talk协议的不同层次。
应用:适用于多种工业自动化和控制系统的场景。
4. 基金会现场总线(Foundation Fieldbus,FF)
特点:是一个开放的总线标准,分为H1和HSE两类。H1主要用于过程控制,实现现场设备的互联,数据传输率为31.25kbit/s,具有本征安全特性。高速以太网HSE适合用作控制主干网,传输率为100Mbit/s,实现子系统或整个工厂的互联。
应用:在过程控制领域有广泛应用。
5. 其他类型
除了上述几种常见的现场总线外,还有如HART(可寻址远程传感器数据通路)、EtherCAT、Profinet、EtherNet/IP等多种现场总线类型,它们各自具有不同的特点和适用范围,广泛应用于工业自动化、机器人控制、智能建筑等领域。