现场总线汇集与比较Word版

现场总线

2010年11月4日

一、概述 (1)

1、IEC61158介绍 (1)

2、部分现场总线比较 (2)

二、部分现场总线简介 (2)

1、RS422 (2)

2、RS485 (3)

3、CAN (3)

4、Ethernet/IP (3)

5、ControlNet (4)

6、LonWorks (4)

7、EIB (5)

8、Interbus (5)

9、Profibus (5)

10、Profinet (6)

11、FF HSE (7)

12、P-net (7)

13、CC-Link (7)

14、DeviceNet (8)

三、总结 (8)

一、概述

1、IEC61158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、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

总线协议最大速率最大距离100米速率发布时间总线数节点数电气特性

RS42210Mbps1200米/100kbps1Mbps410-6V～+6V

RS48510Mbps1200米/100kbps1Mbps1983年2/432-6V～+6V

CAN1Mbps/40米10000米/5kbps-1986年21100～+5V

Ethernet/IP 100Mbps100米-

ControlNet5Mbps6000米-1997年99

LonWorks 1.25Mbps2700米/78kbps-127

EIB9.6kbps1000米1990年64

Interbus500kbps1200米500kbps1984年

Profibus12Mbps/100米1200米/9.6kbps12Mbps1991年320～+24V

FF HSE 2.5Mbps1900米/31.25kbps

Profinet100Mbps100米

P-net76.8kbps1200米76.8kbps1983年125

CC_Link 10Mbps 1200米10Mbps 1996年

DeviceNet 500kbps/100米500米/125kbps 500kbps

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、RS422

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、RS485

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RS232 RS422 R485

工作方式单端差分差分

节点数1发1收1发10收1发32收

最大传输电缆长度15米1200米1200米

最大传输速率20kbps 10Mbps 10Mbps

最大驱动输出电压+/-25V -0.25V～+6V -7V～+12V

接收器输入电压范围+/-15V -10V～+10V -7V～+12V

接收器输入门限+/-3V +/-200mV +/-200mV

3、CAN

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。

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，