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个性签名:CAN总线STM32F105_Keil工程C++源程序
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  • 2025-03-24
  • 加入了学习《基于GD32E231的Modbus_RTU(RS485)现场总线Remote Inputs/Outputs Modules系统设计》,观看 基于GD32E231的Modbus_RTU(RS485)现场总线Remote Inputs/Outputs Modules系统设计

  • 回复了主题帖: 现场总线的应用范围为什么会有不同?

       工业物联网通信领域三大主流技术的分类说明:      工业以太网、现场总线、工业无线 是目前工业物联网通信领域的三大主流技术;将现场总线、以太网、无线技术融合到控制网络中,保证了系统的稳定,增强了系统的开放性和互操作性,完善了信息服务; 1.1.    工业以太网(含单对线以太网技术SPE/APL):     高负载、速度快,可达100MBPS~1GBPS, 主要用于视频、点云、文件等大数据包的传送,通过网线(专用4对双绞线)或光纤通信,用于控制器、人机界面、编程器、现场总线网关等设备之间通信,以太网缺点:IO模块需以太网接口,模块成本高;通信距离短<100米,换光纤,需光端机,增加成本;布线为星型拓扑结构,布线麻烦,布线成本高;需多网口交换机,成本高(试想60个冗余模块的网络成本);基于以太网技术的EtherCAT、Profinet总线协议,可以通过网线串接连接,但布线、接口成本更高,“串接连接”会使一个节点故障会影响其他节点通信。 1.2.    工业无线:     由于无线通信易受干扰,通信稳定性不确定,工业自动化行业一般都倾向用有线通信; (1)LoRa无线网络(LoRaWeb):    可自组网、自中继、Web页面可视化监控调试的LoRaWeb(Long Range Radio)远距离无线电网络系统,它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远,实现了低功耗和远距离的统一,在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。    通信协议与RS485双绞线总线通信协议网络一样,主要分主模块、从模块;   一个LoRaWeb网络内只能有一个主模块(LRWMst),多个从模块(LRWSlv),多个中继模块(LRWRpt),主模块通过对从模块的分时轮询进行主模块问从模块答数据通信,是一种低速通信网络; (2)WiFi无线控制网络:(WiFiWeb)     WiFiWeb无线实时控制网络,基于有路由器(支持DHCP服务)的WiFi局域网,用于最多99个WiFi无线节点(IO)模块(节点IP地址为自动获取) 通过WiFi局域网与用户控制器(PLC、DCS、计算机)实时交换控制数据(DI、DO、AI、AO)的无线通信网络系统,将节点管理功能和实时数据通信功能分离,Web监控节点通信负载及通信质量,Web调试节点及配置参数;与用户控制器接口的通信协议丰富,用户只需与网关模块通信,不需和99个节点通信,简化通信编程。 1.3.    工业现场总线:     速度一般1MBPS左右,传送负载确定的控制用小数据包,通过屏蔽双绞线并接通信,“并接通信”的任一个节点故障不会影响其他节点通信,传送距离远,接口成本低,抗干扰能力强,实时性好,用于控制器、现场总线网关、现场总线仪表、现场总线执行机构、变频器、远程IO模块、现场总线中继器等设备之间通信; (1)现场总线标准:    目前,国际上各种各样的现场总线有几百种之多,统一的国际标准尚未建立;较著名的有基金会现场总线(FF)、HART现场总线、CAN高层协议的CANWeb和CANOpen、DeviceNet、LONWORKS现场总线、PROFIBUS DP现场总线、PHEONIX公司的INTERBUS、AS-INTERFACE总线等。 (2)现场总线的优点: 一对双绞线上可串接多个控制节点设备, 便于节省现场线缆、安装费用,节省维护开销; 提高了系统的可靠性,为用户提供了更为灵活的系统集成主动权。 (3)RS485通信总线:     在国内外广范使用的RS485通信总线,开发编程简单,价格便宜,因为只支持单主站\多IO模块排队轮询大包问答协议,通信总周期和从站模块数量成正比,IO模块设备多时,实时性不能保证(“《火力发电厂分散控制系统验收导则》5.10.1 控制器处理周期”要求“处理开关量控制的扫描周期应不大于100ms”), RS485长距离通信易丢包、易被干扰,RS485通信不能称为 正真意义上的“现场总线”。 (4)CAN总线_CAN总线不是现场总线:     CAN总线价格便宜,抗干扰、实时性好,但开发编程复杂,需对CAN包拆包、并包,对Id的过滤进行设置,并需对通信总线的负载、丢包(通信质量)进行监视管理,以及考虑怎样快速与用户的控制器(DCS、PLC、计算机等)交换数据及方便监控调试总线节点的参数,能封装这些功能的的CAN总线的高层协议是现场总线,如CANWeb、CANOpen、DeviceNet、J1939、ISO11783、CANKingdom、SDS、iCAN等CAN高层协议。       详细见:

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