工業(yè)控制系統(tǒng)通信技術(shù)概述
工控系統(tǒng)通信類型主要是根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu)而分成3種基本通信方法,即標(biāo)準(zhǔn)通信總線(外總線)、現(xiàn)場總線(丘eldbus)和局域網(wǎng)通信。工控系統(tǒng)通過這3種類型的通信方法將主機(jī)與各種設(shè)備連接起來,將現(xiàn)場信號(hào)傳輸?shù)娇刂萍?jí),再將控制級(jí)信息傳輸?shù)奖O(jiān)控級(jí),管理級(jí),形成了系統(tǒng)信息傳輸?shù)纳窠?jīng)網(wǎng)絡(luò),完成了從低層到上層信息共享的目的。
如果系統(tǒng)需要進(jìn)一步擴(kuò)大,可以從局域網(wǎng)(LAN)發(fā)展到廣域網(wǎng)(WAN),執(zhí)行x 25通信協(xié)議。
工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的總線包括系統(tǒng)總線和通信總線;系統(tǒng)總線也稱為內(nèi)總線,工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由各種模板插件構(gòu)成的,這些模板插件之間依靠系統(tǒng)總線進(jìn)行信息傳送。換句話說,總線是這些模板插件之間進(jìn)行信息傳送的通路。
通信總線又稱外總線,用于工控機(jī)和各終端設(shè)各、儀器或其他設(shè)備間的通信,有時(shí)也用于系統(tǒng)之間的通信。
通信總線又分為兩類,即并行通信總線和串行通信總線。
并行通信總線在通信傳送過程中每次傳送一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)(1Byte,8bit),所以傳輸速率高,適用于短距離(數(shù)十米)的快速傳輸。例如有名的IEEE 488總線,就是并行通信總線。并行通信總線需用的導(dǎo)線或電纜數(shù)量比較多,成本比較高,但是由于只是在短距離(數(shù)十米)內(nèi)傳輸,這一點(diǎn)還不至于構(gòu)成顯著的缺點(diǎn)。
串行通信總線在通信傳送過程中,每次傳送一個(gè)比特(1bit)的信息,所以傳輸速率低。但是使用導(dǎo)線或電纜數(shù)量少,甚至僅用一對(duì)雙絞線即可傳送,成本低,適合于較遠(yuǎn)距離的傳輸。
在工控機(jī)系統(tǒng)中常用的標(biāo)準(zhǔn)并行總線是IEC625(又稱IEEE488,GP-IB或HP-TB等)。標(biāo)準(zhǔn)串行總線有RS232,RS422,RS485和RS449,USB,IEEE 1394。
值得一提的是,硐出1394也是一種高效的串行接口標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 1394可以在一個(gè)端口上連接最多63個(gè)設(shè)各,設(shè)各間采用樹型或菊花鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。IEEE 1394標(biāo)準(zhǔn)定義了兩種總線模式,即:Backplane模式和Cable模式。其中Backplane模式支持12.5Mb/s、25Mb/s、50Mb/s的傳輸速率;Cable模式支持100Mb/s、200Mb/s、400Mb/s的速率。目前正在開發(fā)1Gb/s的版本。在400Mb/s時(shí),只要利用50%的帶寬就可以支持不經(jīng)壓縮的高質(zhì)量數(shù)字化視頻信息。
Intel和Microsoft公司認(rèn)為:通過插卡的方式增強(qiáng)PC功能的時(shí)代就要結(jié)束了。未來的PC機(jī)將從并行插卡式總線轉(zhuǎn)移到串行接口總線,達(dá)到互聯(lián)和擴(kuò)展外設(shè)的目的。USB和IEEE1394就是兩種低成本的串行接口總線,僅需要幾根連接電纜,可以嵌人到CPU內(nèi)部運(yùn)行。
評(píng)論