H1现场总线位于现场级,替代了现场和I/O子系统协议,在主干网络上的HSE替代了控制网络和远程I/O。虽然主网独立于工厂信息网络,并采用路由器,但两者使用同样的网络技术,它们能很好地集成为一体。
那么问题就出现了,H1会被新的HSE技术所淹没吗?
在控制系统架构中,H1现场总线用于现场级,连接变送器和定位器,而HSE用于主干网络,位于连接的设备、网关和工作站之间。
H1具有一些HSE所不具备的特性www.cechina.cn,这些特性使得在设备层Ethernet还不能取代H1。例如,以铜质为介质的Ethernet,限制在100 m,这对于现场仪表来说太短了。这就需要采用多芯电缆,但如距离较长费用确是昂贵的。
在Ethernet 上采用LAN 交换机。现在有许多工业交换器可供选用,但费用相对比较昂贵,占用空间较大;在安装时,每个现场设备需要一个端口。基于IEEE 802.3af 规范的PoE(Power over Ethernet)技术,仍然处于发展初期,Et
同样的www.cechina.cn,H1也代替不了HSE 链路。H1的带宽太低,不能作为整个工厂的链路,也不具备媒介冗余,每个网络采用多个回路也是不明智的选择。因而,这两个网络结构能进行互补。
HSE在主干网的出现也许比起H1出现在现场层是更为重大的变革。主干网在以前缺少标准,妨碍了的高层设备的易集成性。但现在用户可以混合、组合子系统,对不同的供应商的产品进行基本控制、紧急停车、质量控制、先进控制和压缩控制,采用不同制造商的控制器完成控制过程。
协同工作能力
将两个不同制造商生产的控制器通过以太网进行连接在一起,或者与第三方的工作站相联,结果会令人非常失望。为什么在使用Ethernet 和 TCP/IP时,它们之间不能进行通信呢?
Ethernet and TCP/IP不会减少对现场总线标准的需要,相反,还会促进。不能集成的原因是Ethernet and TCP/IP仅仅占协议的一半(准确地说4/7)。
协同工作能力(Interoperability)不仅仅是将两个元件连接在同一根线缆上而毫无冲突。他们必须能进行相互之间的通信。Ethernet只能处理7层中最下面的2层,TCP/IP能处理再上面两层。Ethernet and TCP/IP能处理许多不同的协议www.cechina.cn,甚至是同时处理。在这个平台上有超过2000个协议:http、ftp and pop3是其中我们几乎每天都能使用到的一些。它们使Ethernet功能更加强大,但同时也会引起协同工作的混乱。
既然不管是Ethernet 还是TCP/IP都不能涉及所有的协议层,因而需要网络技术来作用于应用层(第七层),它是一个开放的标准。如果不是,就需要特殊的驱动程序才能在设备之间实现从软件或网关获取数据。
不是所有的工业以太网都是具有所有权的,如Modbus/TCP协议使用以太网媒介和TCP/IP进行通信,在应用层采用与常用的Modbus/RTU协议具有相同的登记方式。因此CONTROL ENGINEERING China版权所有,Modbus/TCP确保了一个具有协同工作能力的层。来自不同制造商的设备常采用此方式。现成的过程可视化软件现在已经支持Modbus/TCP。
因为Modbus在事实上是个标准,但存在一些差异性,用户必须自行进行设置。至于工作站软件方面,OPC可解决这个问题,但是在设备之间进行对等(peer-to-peer)通信就不行了。当然这需要设备供应商提供一个OPC 服务器。Modbus和其他协议的限制在于没有可供下载编程和配置的标准。
现在用户需要的远不止协同工作的能力。他们还需要易用性。也就是说,必须操作简单,不要再把时间花费在理解使用手册或参数设置上。因为如果"开放"就要意味着"要手动调节",许多用户反而会选择一个专属系统(Proprietary System);其他一些用户选择开放的系统是因为"集成"意味着"固定不变"。你不需要再选择是这个还是那个。基金会HSE现场总线使用以太网和UDP/IP(知名度不如TCP/IP控制工程网版权所有,但比较适合与过程控制系统),让协同工作能力具有即插即用(plug-and-play)功能。这样,你可以既拥有易用性,又拥有协同工作能力。
HSE不仅包括应用层,还包括标准的应用过程。也就是说,现场总线定义了不仅是通信、数据类型和目标结构,也包括功能方块图编程语言,允许用户组建控制方案,分布于不同制造商提供的设备组成的网络各处。不同的设备和子系统可进行对等通信。用户不再需要忍受非通用的语言困惑。
工业耐受性
停车会具