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塑料光纤(POF)在工业控制中的应用.pdf

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POF POF 塑料光纤(PPOOFF)在工业控制中的应用 一、前言 随着计算机和自动控制技术的高速发展,工业自动化水平提高到一个崭新的 高度。工业自动化根据其特点和使用方向可分为过程控制自动化、面向生产和制 造业的自动化以及自动化测量系统(工业测量仪表)。这些工业自动化系统的建 立和发展都有一个共同特点,即由直接控制系统向集散型控制系统发展,而这种 集散型控制系统的发展都是以各种工业网络为基础。通过这些形形色色的工业总 线系统,各种工业设备构成一个既分散又统一的整体。现场总线是连接智能化现 场设备和控制室之间全数字化、开放的双向的局部通信网络。现场总线种类很多, 据不完全统计,目前国际上有60多种现场总线形式,常用的有Interbus、Profibus、 Modbus、DeviceNet、ControlNet、CAN、CC-link、SERCOS等。 现场总线规定的传输介质是双绞线、光缆、红外线等,目前塑料光纤(缆) 也已经成为工业总线中可以采用的传输介质。 现场总线Profibus,即Processfieldbus ,它自1984 年开始研制现场总线产 品,经过十多年的开发、生产和应用,Profibus已成为欧洲首屈一指的开放式现 场总线系统。目前PNO(Profibus用户组织)已拥有600多个成员,生产近千种 产品。Profibus产品在欧洲市场占有率大于40%,广泛应用于加工自动化、楼宇 自动化、过程自动化、发电与输配电等领域。 INTERBUS 总线:INTERBUS 作为IEC61158 标准之一,广泛地应用于制造 业和机器加工行业中,用于连接传感器/执行器的信号到计算机控制站,是一种 开放的串行总线系统。INTERBUS 总线于1984年推出,其主要技术开发者为德 国的PhoenixContact公司。 CAN总线:CAN总线最早是由德国Bosch 公司推出,用于汽车内部测量与 执行部件之间的数据通信协议。其总线规范已被ISO 国际标准组织制定为国际 标准,并且广泛应用于离散控制领域。CAN总线的传输介质可以是双绞线、光 纤和同轴电缆。 SERCOS(serial real time communication specification)是一种用于数字伺服和 传动系统的现场总线接口和数据交换协议,能够实现工业控制计算机与数字伺服 系统、传感器和可编程控制器I/O 口之间的实时数据通讯。SERCOS总线是一种 1 开放式的运动控制总线,其接口协议已经成为用于开放式运动控制的国际标准。 这种总线具有完全开放的通讯结构、严格的同步机制和极佳的抗干扰能力,在恶 劣的环境下能够可靠的实现对多轴运动的实时同步控制。1995 年,SERCOS 接 口协议被批准为IEC1491 SYSTEM-Interface 国际标准。它也是目前用于数字伺 服和传动系统数据通讯的唯一国际标准,在各种数控机械设备中获得了广泛的应 用。SERCOS可以采用塑料光纤,相邻站点间最大距离可达80m。 变电站自动化系统协议IEC60870-5-103 中,规定可采用塑料光纤:阶跃型 (Step-index),纤芯直径和包层直径分别为980和1000μm,光波长为660nm, 典型距离为40m,温度范围为-5~+55℃。 POF POF 二、PPOOFF在工业控制中的具体应用 对POF来说,工业控制总线系统是其最稳定和最大的市场之一。通过转换 器,POF可以与RS232、RS422、100Mbps以太网、令牌网等标准协议接口相连, 从而在恶劣的工业制造环境中提供稳定、可靠的通信线路,高速传输工业控制信 号和指令,避免了因使用全属电缆线路受电磁干扰而导致通信中断的危险。 例如德国igus®公司采用塑料光纤生产的工业控制用POF光缆,应用于如下 领域: ·高负载 ·最大EMC保护性 ·几乎不受油的影响 ·主要用于室内 ·特别适用于悬浮行程和长达15米以上的长行程 ·适用于木材加工设备、包装行业,供应系统,运输,调整机构。 缆普公司生产的HITRONIC® 塑料光缆适用于工业控制系统中计算机及外 设的接口延伸,用于对高柔性有要求的场合中的光学信号传输,如拖链及声音

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