越来越多的工业控制系统采用现场总线来控制更多的传感器和执行器。作为流体控制过程中的关键执行器，电动执行器在工业应用中被广泛使用。电动执行器最常用的总线系统包括 Modbus、CAN、Profibus、DeviceNet、Foundation Fieldbus、HART 和以太网。

电动执行器通用总线系统：

  • Modbus

  • CAN

  • 普罗菲布斯

  • DeviceNet

  • 基础现场总线（FF）

  • 哈特

  • 以太网

Modbus

与其他现场总线技术相比，Modbus 简单易用，功能强大。它提供工厂自动化所需的所有服务，例如交换简单的二进制信息、模拟值、设备参数或诊断数据。

对于工厂自动化和 Profibus 等设备，通常使用简单而可靠的物理层 RS-485。基于此物理层，Modbus 支持多种电报格式，例如 Modbus RTU 或 Modbus ASCII。使用基于以太网的 Modbus TCP/IP 版本可以实现与主机自动化系统的垂直集成。

特征：

CAN（控制器局域网）

CAN 是一种由 ISO 标准化的串行通信协议，由博世公司于 1986 年首次提出。它广泛应用于汽车电子、工业自动化、船舶、医疗设备和工业设备等领域。

CAN总线有两种标准化协议：ISO11898用于高速通信（125Kbps至1Mbps），ISO11519-2用于低速通信（低于125Kbps）。CAN总线具有高可靠性，支持多主控、快速传输和灵活的节点扩展。

特征：

  • 多主控

  • 快速传输速度

  • 灵活节点添加

普罗菲布斯

PROFIBUS 是一种国际通用的、开放的、与设备无关的现场总线标准。其传输速率范围从 9.6 kbaud 到 12 Mbaud。PROFIBUS 广泛应用于制造自动化、过程工业自动化和楼宇自动化领域。

PROFIBUS 由三个兼容的部分组成：

  • PROFIBUS-DP （去中心化外围设备）用于设备级控制系统和分布式 I/O 之间的通信。

  • PROFIBUS-PA （过程自动化）用于在同一总线上连接传感器和执行器，并符合本质安全标准。

  • PROFIBUS-FMS （现场总线消息规范）用于车间级监控，具有实时多主联网功能。

特征：

  • 开放式架构

  • 可靠性

  • 灵活性

  • 实时性能

DeviceNet

DeviceNet 是一种低成本的通信总线，用于连接限位开关、传感器、阀门、电机启动器等工业设备，从而避免了昂贵的硬线连接成本。它能够改善设备间的通信，并提供传统 I/O 接口难以实现的强大的设备级诊断功能。

DeviceNet基于CAN协议，提供实时数据传输。它支持点对点、多主或主/从通信，最多可连接64个节点。其传输速率为125kb/s、250kb/s和500kb/s。

特征：

  • 低成本通信

  • 简单的网络解决方案

  • 硬件和软件的开放标准

  • 诊断能力

基础现场总线（FF）

Foundation Fieldbus 专为过程自动化而设计，采用 FF H1 协议进行现场级传输。FF 支持多种拓扑结构，并且在配备链路主动调度器 (LAS) 时，可实现设备间的直接通信。

特征：

  • 拓扑结构的灵活性

  • 支持去中心化数字控制

  • 现场设备之间的直接通信

  • 基于标准化的输入/输出功能块

www.fieldcommgroup.org

HART（高速公路可寻址远程传感器）

HART 使用标准的 4-20 mA 模拟信号来传输模拟和数字数据。HART 通信通过调制附加信号叠加在 4-20 mA 模拟信号之上，从而实现数字和模拟信号的同步传输。

它支持主从原则，常用于点对点通信。

特征：

  • 利用现有的 4-20 mA 基础设施

  • 用于附加参数和诊断的数字通信

  • 受多种设备支持
    www.fieldcommgroup.org

以太网

如今，传统以太网已成为办公环境中领先的数据网络标准。“工业以太网”指的是可用于工业自动化环境的增强型以太网。

特征：

  • 通过通用介质进行实时和IT数据传输

  • 参与者人数和网络扩展几乎不受限制

  • 可扩展且灵活的拓扑结构

  • 即使是大数据量，也能实现高速数据传输。

  • 易于与网络服务器和物联网接口（例如 OPC UA）集成

Profinet、Ethernet/IP 和 Modbus TCP 等工业以太网协议直接集成到 DCS 系统中，确保可靠的通信和对现场级设备的轻松访问。