雖然在現(xiàn)場(chǎng)總線領(lǐng)域中, 工業(yè)以太網(wǎng)正日益發(fā)展并成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn), 但是在自動(dòng)化領(lǐng)域中, Modbus RTU協(xié)議作為傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議已經(jīng)默默地服役了數(shù)十年, 在市場(chǎng)上占有穩(wěn)固地位。 Modbus RTU雖然并未廣泛宣傳, 卻是公認(rèn)的可靠技術(shù), 在市場(chǎng)上得到廣泛應(yīng)用。 Modbus RTU比較簡(jiǎn)單,恰好填補(bǔ)了簡(jiǎn)單現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模擬或數(shù)字信號(hào)和諸如Profibus、 DeviceNet及類以太網(wǎng)這類復(fù)雜總線協(xié)議之間的空白, 因此也常常作為一個(gè)連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的子總線, 而諸如Profibus或Profinet這樣的更精致、 更快速的總線通常被用在更高層次。 對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的開關(guān)來說,并不像條形碼讀取器、 條碼打印機(jī)、 測(cè)量光幕或測(cè)量傳感器這些復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備, 很多時(shí)候不一定非得使用總線, 也不劃算。 而且, Profibus和其他更高級(jí)總線的接口過于復(fù)雜且昂貴, 并不適合配置在每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上。 相反, 相對(duì)簡(jiǎn)單且便宜的Modbus RTU最適合這類應(yīng)用。
Modbus作為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備總線具有很好的適用性, 迎合了具有總線接口的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量設(shè)備越來越復(fù)雜的發(fā)展趨勢(shì)。 圖爾克的很多產(chǎn)品, 包括EZ-Array測(cè)量光幕、 LI電感式線性位移傳感器以及最近推出的RI360-Q24電感式編碼器, 都通過Modbus接口進(jìn)行參數(shù)分配、 診斷和信號(hào)通信。 圖爾克推出的新型BL20 Modbus RTU網(wǎng)關(guān)迎合了新趨勢(shì)的需求, 并且使得Modbus通信適用于更多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備——從簡(jiǎn)單的傳感器到RFID (無線射頻識(shí)別設(shè)備)系統(tǒng)。
無線Modbus網(wǎng)絡(luò)
現(xiàn)在, 配合其它無線電設(shè)備, Modbus網(wǎng)關(guān)不僅能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的有線連接, 同時(shí)還能提供無線網(wǎng)絡(luò)連接, 正如前面所說的 “美好的舊現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議” 如虎添翼了。
無線網(wǎng)絡(luò)連接在將本地機(jī)器或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備遠(yuǎn)程連接到工廠的中央控制器時(shí)非常有用。 BL20 Modbus網(wǎng)關(guān)和DX80的組合為設(shè)備在需要復(fù)雜布線甚至無法布線的險(xiǎn)要地形的應(yīng)用提供了解決方案。 考慮到網(wǎng)關(guān)的防護(hù)等級(jí)僅為IP20, 用戶在戶外應(yīng)用時(shí)必須將其安裝在控制柜中, 于是圖爾克對(duì)這類應(yīng)用解決方案進(jìn)行了優(yōu)化: 首先在電子回路使用了保形涂層防止凝露; 其次將網(wǎng)關(guān)的工作溫度擴(kuò)展為-25至+60℃。
完全基于無線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)并不能完全應(yīng)對(duì)上述應(yīng)用。 至少當(dāng)遠(yuǎn)程工廠需要用到大量輸入和輸出時(shí), 該無線網(wǎng)絡(luò)就難以勝任。 而且, 一個(gè)涉及多個(gè)輸入或輸出的純粹無線解決方案價(jià)格不菲。 不過DX80無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)除了總線輸入, 最多還可提供六個(gè)輸入。 如今, 圖爾克結(jié)合了DX80數(shù)據(jù)無線電設(shè)備和BL20 Modbus網(wǎng)關(guān), 只需在網(wǎng)關(guān)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的最后幾米使用電纜連接, 便可滿足需要傳輸大量連接信號(hào)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。
BL20網(wǎng)關(guān)可配備多達(dá)32個(gè)電子模塊, 可處理寬范圍的不同信號(hào)格式。 DX80和BL20的結(jié)合可將無線節(jié)點(diǎn)不能處理的信號(hào) (如SSI、 計(jì)數(shù)器和RFID) 傳遞給無線應(yīng)用程序。 無線節(jié)點(diǎn)并不直接處理這些的號(hào)格式。 此外, 無線解決方案的另一個(gè)典型現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用為移動(dòng)應(yīng)用。 在該類應(yīng)用中, 往往使用布置得非常密集的集電環(huán)進(jìn)行信號(hào)傳輸, 而BL20網(wǎng)關(guān)通常作為無線網(wǎng)絡(luò)的邏輯擴(kuò)展。
普遍概念
網(wǎng)關(guān)采用通用Modbus IO工作站設(shè)計(jì), 用戶可以在Modbus RTU協(xié)議和ASCII之間進(jìn)行選擇。 在RTU模式下, 網(wǎng)關(guān)支持RS485和不常用的RS232標(biāo)準(zhǔn)。 最重要的參數(shù) (如波特率、 地址分配、 總線終端以及RS485/RS232)可以直接在網(wǎng)關(guān)上通過DIP開關(guān)進(jìn)行設(shè)置。 所有其他參數(shù) (如PACTware) 可通過FDT/DTM軟件進(jìn)行設(shè)置。 總線可直接通過接線端子插接到Modbus主站, 無需任何Sub-D連接器。 圖爾克將網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)為一種針對(duì)串行口Modbus通信的通用網(wǎng)關(guān), 使得用戶可減少不同Modbus網(wǎng)關(guān)的庫存數(shù)量。
Modbus RTU的過程自動(dòng)化應(yīng)用
Modbus廣泛應(yīng)用于新建的過程自動(dòng)化應(yīng)用。 由于過程自動(dòng)化應(yīng)用很少有嚴(yán)格要求時(shí)序, 因此電氣規(guī)劃人員在規(guī)劃時(shí)往往不使用實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行管理。 網(wǎng)關(guān)是圖爾克業(yè)務(wù)拓展的一部分, 所以圖爾克很重視BL20系統(tǒng)在過程自動(dòng)化中的應(yīng)用。 目前BL20 Modbus網(wǎng)關(guān)獲得在2區(qū)使用的批準(zhǔn)。 所有BL20網(wǎng)關(guān)均可通過擴(kuò)展模塊進(jìn)行冗余供電, 適用于需要提供電源冗余的環(huán)境應(yīng)用。此外,BL20還可兼容HART(高速通道可編址遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換器) , 并在幾年前就采用了Namur電子模塊。 無線和有線相結(jié)合的Mobus網(wǎng)關(guān)還可用于防爆危險(xiǎn)區(qū)域。 圖爾克提供的結(jié)合了DX99節(jié)點(diǎn)的Modbus RTU網(wǎng)關(guān)還可用于防爆0區(qū), 不過需使用電池供電。
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