作为一个非常便携及高效的工具,示波表有着非常高的价值在现代的工厂内。工厂自动化中的目前趋势是,使用通过同一条电缆将多台设备连接起来的总线系统,将每台设备都具有自身控制线路的传统控制方案取代。总线系统的一个优点是,将设备连接到控制器所需的电缆和连线大大减少。*常见和广泛采用的一个总线系统就是基金会现场总线 (Foundation Fieldbus)。
现场总线基金会由一些工厂自动化设备、传感器和执行器的厂商组成。他们所开发和管理的现场总线包括两个不同的协议,可满足工厂自动化环境中的不同需要。这两个协议采用不同的物理介质和通讯速度。
**个协议是 H1,其通讯速度为 31.25 kb/s,通常与传感器、执行器、阀门、控制灯、I/O 设备等现场设备相连,并可实现设备与控制器之间的双向通讯。H1 通过一个两线制系统提供通讯和电源。建议采用标准的屏蔽双绞线接线,以降低网络上的噪声干扰。
**个协议是 HSE(高速以太网)协议。它的通讯速度为 100 Mb/s,通常与 PLC 等高速控制器、多个 H1 字系统(通过一个链接设备)、数据服务器和工作站相连。本技术应用文章重点介绍 H1 协议。
网络结构
图 1 显示了一个 H1 现场总线网络的基本结构。
该网络中包含将一系列接线盒或耦合器相连的主网络电缆。通过耦合器,可将设备和控制器连接到主电缆或干线。接线盒与设备之间的较短电缆一般被称为分支。可以安装上接线盒,以将一个或多个设备连接到干线。如果每个设备具有一个专用接线盒,则该拓扑结构被称为分支拓扑结构。如果多个设备与一个接线盒相连,则一般将这种布置称为鸡爪型或树形拓扑结构。*常见的网络是由分支和树形拓扑结构混合而成的网络,如图 1 所示。
虽然在理论上设备之间可不使用接线盒而通过干线直接相连,但FLUKEXpress并不建议这样做。这样一个拓扑结构(称为菊花链)在每次向网络添加设备或从网络去除设备时,都需要将干线中断。
现场总线技术对一个网络的规模施加了一些限制。
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