工業現場總線方案

背景

在工業現場，經過多年的發展，自動化程度隨著數據連接方式的革新而越來越高。最近幾年，在工業現場由于安全生產的要求，對自動化系統的信息量要求提出更高的要求，而傳統的通過IO卡件采集現場數據的傳統方式，已經越來越不能滿足對自動化系統的要求。以實現現場數字化、信息化和智能化要求的現場儀表、設備在最近幾年不斷推出，以此推動工業現場總線的發展。

在當前發展的現場總線中，包括Hart、Profibus、FF、Can、Lonwork、基于標準RS485的Modbus以及現場在推廣的工業WiFi等，這些現場總線在各個行業發展。在這些現場總線中，以Hart、Profibus、和基于標準RS485的Modbus由于其應用廣泛而得到各行業的推廣應用。而FF主要在電廠DCS系統中得到部分應用，Can由于其短距離的特性，只有在汽車工業中相對使用較多，Lonwork網絡相對在配電自動化中有部分應用，最近幾年發展起來的工業WiFi方式，目前并未成形標準，主要是無法解決安全和穩定性的問題，所以在國內外主要工業現場，并不采用。

上海藍昱科技公司依托豐富的工業自動化經驗，專業研發用于現場總線方案的創新產品，以高可靠性、穩定性、安全性和高實時性為特點的XGW系列網關，其完備的冗余性能和專有知識產權的環網技術，成為通用現場總線網關設備中領先的產品。

現在以通用的HART、Profibus和基于標準RS485的Modbus總線，介紹XGW系列網關在現場總線中的應用方案。

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HART總線方案

HART協議的應用主要為智能壓力表、質量流量計、超聲波流量計等現場兩線制儀表，在4~20mA的兩線上，附加1200~2200Hz的載波信號，完成現場儀表的數據通信，實現智能化和解決兼容問題。

XGW系列HART網關，提供4或8路HART及16位0.1精度的模擬量采樣，能夠提供點對點，點對多點及點對多點環網HART通信。XGW系列HART網關內置20KA的防浪涌、1.5KV隔離，電源采用寬電壓輸入隔離冗余模塊，充分保證了網關的優秀電氣性能。網關內置采用雙CPU和雙網絡，則保證了網關本身和與PLC、DCS等上級系統連接的冗余可靠性。

XGW系列Hart網關，除能夠進行過程控制與數據采集所需要的通信協議轉換與數據采集功能外，同時具備通信器的功能，能夠為AMS、DTM、PACTware等設備管理系統提供與現場智能設備的通信通道。依據專有的智能通信調度技術，實現了通信器與過程控制協議轉換功能的同步。

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Profibus總線方案

Profibus總線是以SIEMENS為代表的德國工業自動化行業現場總線標準，由于其高速性和可配置性而得到廣泛應用，包括調節閥、流量計、電動閥門執行機構等在內的現場設備，都有支持Profibus總線協議的產品。

Profibus總線存在兩種物理標準，即DP和PA方式，兩者間可通過硬件轉換器進行電氣轉換。其通信速率做高可達到12M。

Profibus主站與從站通信通過設備文件進行，每一種設備均有一個特定的設備文件，該文件定義了該設備的數據結構和類型，主站通過導入該設備文件后進行配置，即可完成主站與從站的通信配置。

XGW系列Profibus主站網關，提供2路Profibus總線接口，可以獨立配置或配置成環網使用。同樣配置的防浪涌、電氣隔離，電源、CPU及網絡冗余，滿足高可靠性的冗余要求。

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RS485的Modbus總線方案

RS485的Modbus總線目前在工業現場應用較為廣泛，其簡單、易用、組網方便等特點，也無技術壁壘，被廣泛的設備制造商、開發商所采用。幾乎所有的設備、儀表等都支持基于RS485的Modbus總線。

XGW系列Modbus網關,提供4路或8路RS485/RS232接口，所有接口均支持Modbus Master/Slave，Modbus RTU/Ascii。在配置成RS485時，能夠提供環網總線或雙總線的冗余模式。

與其他XGW系列網關一樣，內置20KA的防浪涌、1.5KV隔離，電源采用寬電壓輸入隔離冗余模塊，充分保證了網關的優秀電氣性能。網關內置采用雙CPU和雙網絡，則保證了網關本身和與PLC、DCS等上級系統連接的冗余可靠性。

采用XGW系列網關，通過環網或雙總線方式連接基于RS485的Modbus總線設備、儀表，能夠為現場總線提供高可靠的冗余解決方案，為工業現場總線提供快速簡便的高端應用。

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