现场总线汇集与比较

现场总线现场总线 一、概述.2 1、IEC61158介绍 .2 2、部分现场总线比较.2 二、部分现场总线简介.3 1、RS4223 2、RS4853 3、CAN 3 4、Ethernet/IP 4 5、ControlNet.4 6、LonWorks4 7、EIB 5 8、Interbus5 9、Profibus .6 10、Profinet6 11、FF HSE7 12、P-net 7 13、CC-Link 7 14、DeviceNet8 三、总结.8 1 一、概述一、概述 1 1、、IEC61158IEC61158介绍介绍 IEC61158 是国际电工委员会 IEC(International Electrotechnical Commission)的现场总线 标准。目前，IEC61158现场总线标准已经发展了一系列的标准，最新版本为IEC61158-6-20 （2007 年发布） ，总共有 20 种现场总线加入该标准，如表1.1 所示。 作为工业控制系统的现场总线标准的IEC 61158，由国际电工委员会IEC SC65C“测量 和控制的数字数据通信”分技术委员会的WG6 工作组与美国仪表学会 ISA 下 SP50 工作组 组织联合制定的，1984 年起草，1999 年最后一轮投票通过，长达14 年多。 表 1.1 IEC61158 收录的 20 种现场总线 2 2、部分现场总线比较、部分现场总线比较 表 2 是部分现场总线的比较（部分数据无从查证或未查到） 。 表 2 部分通信总线比较 总线协议 RS422 RS485 CAN Ethernet/IP ControlNet LonWorks EIB Interbus 最大速率 10Mbps 10Mbps 最大距离100 米速率发布时间总线数节点数 电气特性 410-6V～+6V 32-6V～+6V 1100～+5V 99 1200 米/100kbps1Mbps 1200 米/100kbps1Mbps1983 年2/4 - - - - 1986 年 1997 年 1990 年 21Mbps/40 米10000 米/5kbps 100Mbps 5Mbps 1.25Mbps 9.6kbps 500kbps 100 米 6000 米 2700 米/78kbps 1000 米 1200 米 127 64 500kbps1984 年 Profibus 12Mbps/100 米 1200 米/9.6kbps12Mbps1991 年 FF HSE Profinet P-net CC_Link 2.5Mbps 100Mbps 76.8kbps 10Mbps 1900 米/31.25kbps 100 米 1200 米 1200 米 320～+24V 76.8kbps1983 年 10Mbps1996 年 500kbps 125 DeviceNet 500kbps/100 米 500 米/125kbps 2 二、部分现场总线简介二、部分现场总线简介 本文主要以现场总线为基础， 介绍几种常用的远程通信总线。 文中的最大传输距离只表 示不经过中继器的单次传输距离。 1 1、、RS422RS422 最大传输速率 10Mbps 最大传输距离 1200 米，传输速率 100kbps RS422 由 RS232 发展而来，改进了 RS232 通信距离短、速度低的缺点，采用差动传输。 差动工作是同速率条件下传输距离远的根本原因，这正是它与RS232 的根本区别，因为 RS232 是单端输入输出。 RS422 四线接口由于采用单独的发送和接收通道， 因此不必控制数据方向。 RS422 的最 大传输距离为 4000 英尺（约1219 米） ，最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传 输速率成反比，在 100kbps 速率以下，才可能达到最大传输距离，只有在很短的距离下才能 获得最高速率传输。一般100 米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。RS422 需要终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在短距离传输时可不需终接电阻， 即一般在 300 米以下不需终接电阻，终接电阻接在传输电缆的最远端。 2 2、、RS485RS485 最高传输速率 10Mbps 最大传输距离 1200 米，传输速率 100kbps 其性能与 RS422 基本相同。 RS485 有两线制和四线制两种接线， 四线制只能实现点对点的通信方式， 很少采用，现 在多采用的是两线制接线方式， 这种接线方式为总线式拓扑结构， 在同一总线上最多可以挂 接 32 个结点。表 3 是 RS232、RS422 和 RS485 的参数比较。 表 4 RS232、RS422 和 RS485 比较 规定 工作方式 节点数 最大传输电缆长度 最大传输速率 最大驱动输出电压 接收器输入电压范围 接收器输入门限 RS232 单端 1 发 1 收 15 米 20kbps +/-25V +/-15V +/-3V RS422 差分 1 发 10 收 1200 米 10Mbps -0.25V～+6V -10V～+10V +/-200mV R485 差分 1 发 32 收 1200 米 10Mbps -7V～+12V -7V～+12V +/-200mV 3 3、、CANCAN 最大传输速率 1Mbps，传输距离 40 米 最大传输距离 10000 米，传输速率 5kbps 控制器局域网（Controller Area Network，简称CAN）最初是德国Bosch 公司于 1983 年 为汽车应用而开发的， 一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络， 属于现场总 线（FieldBus）的范畴。1993 年 11 月，ISO 正式颁布了控制器局域网CAN 国际标准 （ISO11898） ，为控制器局域网标准化、规范化推广铺平了道路。目前它已经成为国际上应 用最广泛的开放式现场总线之一。 3 CAN 总线特点：具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点； 采用双线串行通信方式， 检错能力强， 可在高噪声干扰环境中工作； 具有优先权和仲裁功能， 多个控制模块通过 CAN 控制器挂到 CAN-bus 上，形成多主机局部网络；可根据报文的ID 决定接收或屏蔽该报文； 可靠的错误处理和检错机制； 发送的信息遭到破坏后， 可自动重发； 节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能； 报文不包含源地址或目标地址， 仅用标 志符来指示功能信息、优先级信息。 4 4、、Ethernet/IPEthernet/IP 最大传输速率 10，100，1000Mbps 最大传输距离 100 米 工业以太网协议(Ethernet/IP)是由 ODVA 所开发， 并得到了罗克韦尔自动化的强大支持。 它使用已用于 ControlNet 和 DeviceNet 的控制和信息协议 (CIP) 为应用层协议。 CIP 提供了一系列标准的服务，提供“隐式”和“显示”方式对网络设备中的数据进行 访问和控制。CIP 数据包必须在通过以太网发送前经过封装， 并根据请求服务类型而赋予一 个报文头。这个报文头指示了发送数据到响应服务的重