【摘 要】 简要介绍了现场总线的技术特点、结合葛洲坝分布式泵站集控系统重点阐述了现场总线的实现过程,并展望了今后现场总线技术在水电站自动化中的应用趋势。 【关键词】 现场总线 PCC MCU 总线路由 一、 概述 现场总线自推广以来,以其可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强,造价低廉等优点广泛应用于工业生产之中。现场总线已经成为工业现场网络更新改造的必然发展趋势。在水电站自动化中,许多地方急切需要现场总线技术来解决电站设备集控所面临的实际问题。本文针对现场总线在葛洲坝分布式泵站集控系统的应用,浅谈现场总线的技术特点,以便在今后水电站其它系统的网络改造中对同仁有所裨益。
二、 现场总线 1.现场总线现场总线是一种通信方式灵活,以传输速率高、误码率低和抗干扰性强著称的工业控制网络。它主要解决现地智能仪器仪表与现地控制单元之间的数字通信、现场控制设备与上级计算机监控系统之间的通讯问题。 现场总线继承了总线的特点,同时又具有微处理技术和软件技术的许多特点,具体体现如下: (1) 协议开放性。现场总线通信协议按照标准的ISO参考模型设计,能够实现不同厂商生产的设备互联,由统一的协议进行自由通信。(2) 多型式网络拓扑。可实现总线型、环型、树型和星型等网络结构。(3) 通信方式。现场总线为数字化双向通讯,传输距离远、信号精度高、抗干扰能力强,并能适用多种通讯介质。(4) 智能化功能。现场总线不仅可以完成循环冗余校验CRC、介质访问、帧结构等,还可以进行适量的数据采集、计算及控制功能。2.CAN现场总线简介CANBUS是由德国BOSCH公司为工业生产总线的自动监控而开发的,是一种在自动化领域广泛使用的多线路协议和有效的支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络。CAN总线采用了一对平衡差分信号线进行通信,电路结构在平衡连接电缆两端串有终端电阻。 CAN总线物理层采用双线差动形式,仅仅包括数据链路层和物理层。其中,数据链路层包括LLC(Logic Link Control)子层和MAC(Media Access Control)子层,它们是两个同等协议实体通过交换帧来相互通信。这两层的数据传输是依靠OSI模型中的服务进行的。物理层包括物理信令PLS(Physical Signaling)和媒体访问单元MAU(Medium Access Unit)。PLS主要实现与位定时和同步相关的功能,MAU主要表示用于耦合节点至发送媒体的物理层的功能部分。MAU由物理媒体附属装置PMA(Physical Medium Attachment)和媒体相关接口 MDI(Medium Dependent Interface)构成。CAN物理层结构图如下: |