浅谈对现场总线的认识

浅谈对现场总线的认识　◇新疆轻工职业技术学院雷静张俊峰　本文介绍了现场总线的概念、网络结构、技术特　性、通信协议及特点等内容．，．．同时介绍了几　种常见的现　。川　场总线。　ｊ　ｊ　随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交换　沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的　各个层次，覆盖从工段、车间、工厂、企业乃至世界各地的市　场。信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，逐　步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。　１现场总线的概念　根据国际电工委员会（ＩＥＣ）和美国仪表协会（ＩＳＡ）的定　义，现场总线是一种工业数据总线，是连接智能现场设备和自　动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它的　关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字通讯。　２现场总线的网络结构　现场总线的网络拓扑结构有：环型、总线型、树型以及上　述几种类型的混合。环型拓扑结构中以令牌环形网最为典型，　其优点是延时陛较好，缺点是成本较高。总线网的优点是站点　接入方便，可扩充性较好，成本较低。缺点是时延的不确定　性，对某些实时应用不利。树型网是总线网的一种变型，其优　点是可扩充性好，有较宽的频带，缺点是站点间通讯不方便。　总令牌环形网中的令牌绕环一周的时间虽然有一个上限，但在　轻负载时性能不太好，可靠性比总线网差些，综合这两种网的　优点，在现场总线中采用了令牌总线网，即在物理上是一个总　线网，在逻辑上是一个令牌网。令牌总线网具有总线网接入方　便、可靠性较好的优点，也具有令牌环形网“无冲突”和时延　学术研讨　１４１　性好的优点。　３现场总线的通信协议　随着计算机应用日益普及，越来越多的用户要求把多个厂　家的计算机系统联网运行。现在形成的为异种计算机互连所提　供的一个共同的标准规范，就是ＩＳＯ／ＯＳＩ国际标准组织的开放系　统互连模型，其优点是各层次独立、灵活，易于实现和维护，　易于标准化。　４几种常见的现场总线介绍　目前，国际上各种各样的现场总线有几百种之多，现简介　ＦＦ现场总线、ＰＲＯＦＩＢＵＳ现场总线、ＬＯＮＷＯＲＫＳ现场总线、　ＣＡＮ现场总线这几种。　（１）ＦＦ（Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｆｉｅｌｄｂｕｓ）：基金会现场总线。　基金会现场总线，是目前在过程自动化领域得到广泛支持　和具有良好发展前景的技术。ＦＦ目前拥有１２０多个成员，这包括　世界上主要的自动化设备供应商：ＡＢ、ＡＢＢ、Ｆｏｘｂｏｒｏ、　Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ、Ｓｍａｒ、ＦＵＪＩ　ＥｌｅｃｔｒｉＣ等。ＦＦ的通信模型以ＩＳＯ／　ＯＳＩ开放系统模型为基础，采用了物理层、数据链路层、应用　层，并在其上增加了用户层，ＦＦ总线拥有非常出色的互操作　性，各厂家的产品在用户层的基础上实现。　（２）ＰｒｏｆｉＢＵＳ（ＰｒｏｃｅｓｓＦｉｅｌｄＢｕｓ）：过程现场总线。　ＰｒｏｆｉＢＵＳ，是由以西门子为首的１３家公司和５家科研机构在　联合开发的项目中制定的标准化规范，其功能强大、开放、稳　定，响应时间非常快。目前的ＰｒｏｆｉＢＵＳ有三种系列ＰｍｆｊＢｕｓ—　ＤＰ、ＰｒｏｆｉＢＵＳ—ＰＡ和ＰｒｏｆｉＢＵＳ—ＦＭＳ。　ＰＲＯＦＩＢＵＳ—ＤＰ用于设备级的高速数据传输，应用于现场　级，实现分散的外围设备之间的高速数据传输。ＰｒｏｆｉＢＵＳ—　ＦＭＳ用于车间级，要求而向对象，提供较大数据量的通信服　务。ＰｒｏｆｉＢＵＳ—ＰＡ专为过程自动化设计，它采用了ＩＥＣ１　１５８—２传　输技术，可用于有爆炸危险的环境中。　（３）ＬＯＮＷＯＲＫＳ（Ｌｏｃａｌ　Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）：局部操作　网络。　ＬＯＮＷＯＲＫＳ被誉为通用控制网络。其采用ＩＳＯ／ＯＳＩ模型的　全部七层通讯协议，采用了面向对象的设计方法，通过网络变　量把网络通汛设计简化为参数设置。通信速率从３０００ｂｐｓ至　１．５Ｍｂｐｓ不等，直接通信距离可达２７００ｍ（７８ｋｂｐｓ，双绞线），支持　双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电力线等多种通信　介质，并开发了相应的本质安全防爆产品。　（４）ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）：控制局域网络。　ＣＡＮ总线，是德国Ｂｏｓｃｈ公司及几个半导体集成电路制造商　开发出来的用于汽车监测和控制部件之间的数据通信。在现场　总线中，它是唯一被批准为国际标准的现场总线。ＣＡＮＮ总线可　采用双绞线、同轴电缆或光纤作为传输介质，但不能用于防爆　区。　５现场总线的优点　现场总线系统结构的简化，使控制系统的设计、安装、投　运到正常生产运行及其检修维护费用大大降低，同时提高了系　统的可靠性，为用户提供更为灵活的系统集成主动权。　６结束语　总之，现场总线控制模式具有协议简单开放、容错能力　强、实时性高、安全性好、成本低、适于频繁交换等特点，是　现代工业自动化发展的趋势。　（下转１０６页）　１０６　Ｉ　２０１５年．第７期　堕　堡　圭！童　堡兰　塑堕　实验前　实验后　差值　体型，使身体向健、力、美方向转化。　苎塑堑　实验前　实验后　差值生　ｌ　３　６２　ｌ１　１　２　２　５０　堕　１３　　Ｏ１　ｌｌ　４７　１　５４　垄些童　１　３　８　４　１　０　２　５　３　５　９　：　：壁　１ｌ　２１　１　０　４　７　ｏ　７４　墨壹　堡重　堡兰　１　２　２４　ｌ　０　６１　ｌ　６　３　１　４　２　７　１１　１６　３　１　３　１　６２　２±４　１　４　５４　９　８±５　３６　３７　７±８　０７　７１　７±１０　５　４　２　７　２±７　３　１　６２　２±４　２　５４　５８±５　０６　４　２　１±９　４　７　８　０　７±１１　２　４　２０．１±４　５　０±０　０６　—０　４０±０　３　０　４　４±１　４　９．０±０．７　—７　１±３　８　表３身体各部位皮褶厚度的变化（ｍｍ）　表１练习前后身高体重的变化　２．３实验前后柔韧性的变化　（２）身体各部分围度的变化。曲线美是衡量女性形体美的　重要标志，而女性“三围”（胸围、腰围、臀围）又是构成曲　线美的核心因素。按照我国人种特点和三围的计算公式　：胸围　＝体育舞蹈的美在于柔韧与力量恰到好处的结合及其升华，　要想学好体育舞蹈力量素质与柔韧素质是不可缺少的，同样在　学习的过程，也是力量素质与柔韧素质提高的过程。柔韧性练　习分为主动性练习和被动性练习，学生在学习基本舞步时，教　师对动作的规范性和准确性做出了一定的要求，这就使学生在　学习的过程中要积极主动地去牵拉韧带和附着肌肉，尽可能地　身高×Ｏ．５１；腰围＝身高×０．３７；臀围＝身高×０．５４，胸围约等　于臀围，腰围比胸围或臀围约ｄ＇￣２３厘米，为２：３是最理想的比　例。由表２可以看出两组的胸围、臀围普遍较小，腰围较粗。经　ｌ８周的拉丁舞练习后，学生三围都具有不同程度的变化：胸围　达到标准，从而提高了其柔韧性。此外，在每节课的结束部分　还安排了专项的被动牵拉练习，这样也会在很大程度上提高女　大学生的柔韧性。通过表４Ｎ得的反应腿部整体柔韧性（纵向劈　和臀都比实验前有不同程度的增大，腰围变小，腰臀围差更为　显著，三围的比例更加合理，身材线条流畅，更加富有女性的　曲线美。拥有理想的三围是每一个女性的梦想，现代女性都在　追求标准的身材，但盲目的减肥不但使人的体质下降，而且使　女性失去了应该具备的曲线美和健康美。拉丁舞训练，通过有　氧和无氧耐力相结合对大学生进行训练，动作的编排几乎涉及　腿距离）、股前肌群柔韧性（膝角）、股后肌群柔韧性（前伸　距离）的数据中可以看出，女大学生经过了ｌ８周的体育舞蹈训　练腿部柔韧性得到了一定程度的提高，外加腿部皮脂厚度的减　少，下肢肌肉就显得细长而富有弹性，充分显示出腿部的线条　美。　到人体的每个部位，充分体现了力与美、体育与艺术的完美结　合，能够在有效地消耗脂肪的同时塑造女性的躯体美、线条　美，并能提高女大学生对健康美的领悟能力。　表４买验前后腿鄙柔韧性的变化　３结论　表２练习前后身体围度的变化　２　２实验前后皮褶厚度的变化　（１）体育舞蹈作为体育锻炼的一部分，它以热情奔放的舞　姿、潇洒利索的动作深受女大学生的喜爱，在激情、浪漫、活　力四射中体会运动的快乐。通过体育舞蹈训练，不仅可以对身　青春期女性的身高基本停止生长，这在表ｌ的测量数据中也　能反应出，但体重的增长却较为明显，尤其是上臂、肩胛、胸　部、腹部、腿部等皮下脂肪明显增厚，与本实验的测量结果基　本相似。从表３中身体各部位皮褶厚度平均值的数据对比可以看　出，经过１８周的体育舞蹈训练女大学生的身体各部位皮脂厚度　均有不同程度的减少，尤其是腹部和大腿部的皮脂厚度变化非　常显著。腹部脂肪的减少对减少内脏脂肪，防止某些疾病的发　生非常有利，腿部脂肪减少能呈现腿部修长线条，这都符合女　体各个部位进行锻炼，还可以培养节奏感、优美感，提高自身　表现力。　（２）增加瘦体重比例，减少脂肪比例，有效地消耗皮下脂　肪，同时提高肌肉柔韧性，使肌肉更加结实，线条更加流畅。　（３）能改变女性三围，使三围向更理想的方向发展，充分　显示女性的曲线美，有效地改善身体的外部形态。　性的健身、审美特点。通过体育舞蹈训练尽管身高几乎没有变　化、体重减少不太明显，但身体各部位皮下脂肪不同程度地减　少了，三围变化也更加合理化，因此，练习者从整体来看显得　非常挺拨，具有青春的活力。这是因为体育舞蹈是以运动肩　部、腹部、腰部、臀部为主的一种舞蹈艺术，参加运动的包括　腹直肌、腹内斜肌、腹外斜肌、竖脊肌、背阔肌等上百块肌　【参考文献】　［１】陆大江，等．身体成分测定方法介绍Ｕ］．中国运动医学杂　志、２００２，３：３３２—３３６　【２】刘星亮，等．体育测量与评价ＩＭ】．北京：人民体育出版　社．２００２：８２—１２０　【３］李凯．我爱拉丁舞［ＥＢ／ＯＬ】东营区电视台专题部东营，２（）０８　７，１６，ｈｔｔｐ：／／ｄｙｑｔｖｚｔｂ．ｂｌｏｇ．１６３．ｃｏｍ／ｂｌｏｇ／ｓｔａｔ２ｉｃ／２６６１０４４２２００８６１　５１（）　３２１　９５６　／　肉。一般的运动很少能大幅度的活动到腹部，但在跳拉丁舞的　时候，伴随着明快的音乐，急剧的骨盆摇动、胯部扭摆是减少　腹部脂肪最有效、最直接的方法，减肥效果显著，是塑造腰部　曲线的最佳运动方式，这是其它运动不可比的　。　（上接１４１页）　【３】吉顺平．西门子现场总线通信原理与应用［ＭＪ．北京：机械　工业出版社．２００９　【参考文献】　【１】佟为明现场总线概述Ｕ］－１氐压电器，２００２（４）：３４～３７　【４】甘永梅．现场总线技术及其应用【Ｍ］北京：机械工业出版　社．２００５　［２】阳宪惠工业数据通信与控制网络【Ｍ】．北京：清华大学出　版社．２００３