基于GeniusIO总线在自动控制系统中的应用.doc

Genius?I/O总线在自动控制系统中的应用 作 者 ：深圳职业技术学院自动化技术研究所?高素萍 关键词： Ge?I/O总线,通信,工业局域网 ? 1? 引言  I/O总线是美国GE Fanuc自动化公司推出的一种工业控制总线，它既是I/O总线又是通信网络，非常适合于大量I/O处理和数据传输。可作为一个网络、或作为一个交换实时信息的高速局域通信网络而进行工作，对安装在不同位置上的I/O系统进行控制。GE Fanuc自动化公司的多种产品支持 I/O总线，如PLC 90-30、PLC 90-70、VersaMax、Field Control、PowerMate H和D、GE传动、人机接口软件CIMPLICITY HMI 和FrameworX。Geinus I/O总线稳定性极强，适于高速及长距离传送，是一种确定性和开放性的总线，是为工业环境中的可靠通信而设计的，是一种重要的工业应用总线和最具特色的PLC网络通信。Genius是一种将I/O监控系统与信息处理集成于一体的分布式I/O系统。Genius总线已成为分布式I/O的工业标准，引导外设和接口的开发。 2? Genius I/O总线 2.1 Genius总线结构Genius I/O总线结构和传输如图1，适用于不同距离下的高速数据传输，除I/O传输器外，还要求多种总线设备间进行数据传输。 (1) Genius总线采用逻辑令牌环作为介质访问控制协议构成，总线上的每个网站都有权获得令牌来发送数据，总线上不存在一个主通信控制器。Genius总线是一种点对点的“令牌总线”系统，在网络中有一种电子“令牌”(Token)传送给每台设备，通过它传输输入和诊断信息。(2) Genius总线提供全局数据(Global Data)和数据报文(Data gram)两种类型的信息传送方式。前者可自由收发数据而无需编程，后者是从总线上一台设备送到另一台设备的直接信息传送。(3) Genius总线采用调频(FSK)的方式对数据信号进行调制，即:用高频信号代表0，低频信号代表1。这种调制方式使得Genius总线的抗干扰性得到提高、传输距离增长。(4) Genius总线采用如下方法保证通讯可靠进行:每个数据被编码后，连续发送三次，接收方作三选二表决。接收完一个完整的数据包之后，接收方会对整个数据包作CRC-6环冗余校验，一旦校验失败，数据包会被要求重发。2.2 Genius总线特性(1) Genius总线是开放的，通过与其它总线的接口，使用户现存的网络与Genius总线相连。通过加拿大Pro-Log公司的Genius远程接口GRL，可实现Genius与A-B公司的产品的通信;通过Horner Electric公司的Genius Gateway模块GGM，可应用在SCADA系统中，可以与Modbus/RUT的主站通信。(2) Genius总线的互连性已向下扩充到设备一级，具有现场设备级接口。如Pmeumatic 公司、Numatics公司的阀可直接由Genius总线进行控制。(3) Genius总线具有与多种计算机操作系统的接口，软件应用具有最大的灵活性，包括基于PC的人机接口软件包及控制和数据采集软件。(4) 通信当中出现的总线错误不防碍I/O系统的正常的连续操作和运行。如果发生了总线错误，那么不正确的数据被拒绝，相应的总线故障被报告给主处理器。连接到通讯总线上的所有的设备之间是隔离的。(5) 在Genius总线上可以使用几种不同的通信连接方式，如通过光缆接口使用光纤实现通信、通过红外收发器接口实现无线通信、通过汇流环接口实现船用环境的通信。(6) Genius总线支持冗余配置，包括通信电缆和I/O模块。2.3 Genius总线技术指标(1) 通信速率:153.6Kbit。(2) 在不使用中继器的情况下Genius总线最长通信距离可达2.3km。(3) 一条总线上最多可连接32台设备，包括计算机、PLC和其它设备。(4) 总线支持的物理介质包括双绞线和光纤，总线电缆为单屏蔽双绞线时与地面1500V绝缘，可避免电子噪音的影响。(5) 总线扫描时间独立于PLC扫描时间。(6) 对每个网站的数据吞吐量为:发送128 bytes ，接收128 bytes。 3? Genius网络的实现 3.1 Genius总线接口在许多应用中，Genius总线需要与运行在PLC或主计算机上的控制程序交换信息。GE Fanuc有多种类型的Genius接口，总线控制器(GBC)、通信模块(GCM)和总线接口单元(GBI)，是实现Genius网络的重要环节。GBC支持Genius局域网络、GCM支持对等设备的Genius通信、GBI支持Genius现场总线的实现。GE Fanuc自动化产品的