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現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的關(guān)鍵要點(diǎn):現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的核心是現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議,即現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)一種類型的總線,只要其總線協(xié)議一經(jīng)確定,相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)與有關(guān)的設(shè)備也就被確定。就其總線協(xié)議的基本原理而言,各類總線都是一樣的,都以解決雙向串行數(shù)字化通訊
傳輸為基本依據(jù)。用現(xiàn)場(chǎng)總線在控制現(xiàn)場(chǎng)建立一條可靠性的數(shù)據(jù)通信線路,實(shí)現(xiàn)各智能傳感器之間及智能傳感器與主控機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信,把單個(gè)分散的智能傳感器變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
分布式I/O資源虛擬化的具體實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)
分布式I/O 資源虛擬化的具體實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)子模塊構(gòu)成:
(1) 虛擬機(jī)退出和進(jìn)人模塊
虛擬機(jī)退出、進(jìn)人模塊就是保存處理器在根模式與非根模式之間轉(zhuǎn)換的制些處理器狀態(tài)信息。
(2) 指令解析模塊
主要功能是將客戶操作系統(tǒng)的1/0 設(shè)備訪問存指令按照一定規(guī)則解析并保存在固定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。
(3)IO設(shè)備模型
主要功能是用軟件完全模擬物理設(shè)備,客戶操作系統(tǒng)可以向?qū)ξ锢碓O(shè)備訪問那樣訪問這些虛擬設(shè)備。同時(shí)10設(shè)備模型模塊還通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)完成虛擬擬設(shè)備到真實(shí)物理設(shè)備的訪問過程。
CAN網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn)
現(xiàn)場(chǎng)總線的種類:CAN
又被稱為控制局域網(wǎng),屬于總線式通訊網(wǎng)絡(luò)。CAN總線規(guī)范了任意兩個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)之間的兼容性,包括電氣特性及數(shù)據(jù)解釋協(xié)議,CAN協(xié)議分為二層:物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。物理層決定了實(shí)際位傳送過程中的電氣特性,在同一網(wǎng)絡(luò)中,所有節(jié)點(diǎn)的物理層必須保持一致,但可以采用不同方式的物理層。CAN的數(shù)據(jù)鏈路層功能包括幀組織形式,總線仲裁和檢錯(cuò)、錯(cuò)誤報(bào)告及處理,確認(rèn)哪個(gè)信息要發(fā)送的,確認(rèn)接收到的信息及為應(yīng)用層提供了接口。
CAN網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn):CANBUS網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,而不分主從。通訊靈活,可方便地構(gòu)成多機(jī)備份系統(tǒng)及分布式監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)可分成不同的優(yōu)先級(jí)以滿足不同的實(shí)時(shí)要求。采用非破壞性總線裁決技術(shù),當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送信息時(shí),優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送,而優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn),一點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及全局廣播傳送接收數(shù)據(jù)的功能。通訊距離可達(dá)10KM/5KBPS,通訊速率可達(dá)1MBPS/40M。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際可達(dá)110個(gè)。每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè),這樣傳輸時(shí)間短,受干擾的概率低。每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其它檢錯(cuò)措施,數(shù)據(jù)出錯(cuò)率低,可靠性高.通訊介質(zhì)采用廉價(jià)的雙絞線即可,無特殊要求。在傳輸信息出錯(cuò)嚴(yán)重時(shí),節(jié)點(diǎn)可自動(dòng)切斷它與總線的聯(lián)系,以使總線上的其它操作不受影響。
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)打破傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,其在技術(shù)上具有以下特點(diǎn):
(1)系統(tǒng)的開放性:現(xiàn)場(chǎng)總線致力于建立統(tǒng)一的工廠底層網(wǎng)絡(luò)的開放系統(tǒng)。用戶可根據(jù)自己的需要,通過現(xiàn)場(chǎng)總線把來自不同廠商的產(chǎn)品組成大小隨意的開放互連系統(tǒng)。
(2)互操作性與互用性:互操作性是指實(shí)現(xiàn)互連設(shè)備間、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通;而互用性則意味著不同生產(chǎn)廠家的性能類似的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)相互替換。
(3)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性:它將傳感測(cè)量、補(bǔ)償計(jì)算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中完成,僅靠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備即可完成自動(dòng)控制的基本功能,并可隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性:現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)成一種新的全分散式控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),從根本上改變了集中與分散相結(jié)合的DCS體系,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高了可靠性。
(5)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性:現(xiàn)場(chǎng)總線是專為現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境而設(shè)計(jì)的,支持各種通信介質(zhì),具有較強(qiáng)的抗干擾能力,能采用兩線制實(shí)現(xiàn)供電與通信,并可滿足本質(zhì)安全防爆要求等。