浅议ASi总线与其他总线的比较

张广奇

（河南中烟工业有限责任公司生产制造中心黄金叶河南郑州450000）

摘要：随着现代计算机技术、网络技术、现场通信技术的发展，现场总线（Fieldbus）目前已被广泛地应用于烟草物流行业的日常工作中，成为烟草物流行业自动化控制技术的热点。本文将从常用的ASI、CAN、Profibus这三类总线技术的比较出发，阐述对现场总线技术发展方向的预测。

关键词：总线控制；ASI总线；CAN总线；Profibus总线

1现场总线技术简介

在烟草行业，现场总线技术是近年来快速实际应用起来的一种网络数据技术，它主要用于工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。

它是一种简单可靠的网络数据技术，是自动化领域中用于基层数据交互的实现手段之一。随着大量新技术的引入，现场总线技术就是以数字信号替代了传统的模拟信号和更早期的物理开关信号的控制，是连接烟草机械设备和信息化系统的全数字、双向、全时段的通信系统。

由于现场总线开放性、可操作性、可靠性、功能自治性和对现场环境的适应性等一系列突出的优点，因而受到了国际上各类标准团体和国内外企业的高度重视。

ASI（Actuator-Sensor-Interface）是一种用在传感器、执行器和控制器之间的信息双向交换总线技术。ASI总线系统通过它在控制器中的网关可以与各类现场总线进行连接。ASI控制器既可以作为顶层现场总线的一个网络节点，也可以与ASI传感器、执行器连接记性数据传输。ASI总线主要应用于控制信号网络的传感器和执行器系统中，传感器可以是各种形式的位置接近开关或温度、压力、流量、液位开关等。执行器可以是各种开关阀门、电气转换器以及声、光报警器，也可以是继电器、接触器、按钮等低压开关电器。同时ASI总线也可以连接一般模拟量仪器网络，但是模拟信号的传输效率较低，需要更多传输时间进行传输。其中ASI终端的布线结构层次图如图所示。

图ASI终端的布线结构层次图

CAN（ControlAreaNetwork）是一种用于测量与执行部件之间的数据通信，已广泛应用在企业的离散控制领域。CAN协议也是建立在国际标准组织的开放式系统互联系统基础上的，其模型结构分为3层结构，包含开放式系统互联系统中的底端物理层、数据链路层和顶端应用层。CAN的信号传输采用短帧传输，每一帧为八位有效字节所以传输周期短，降低了出现错误的概率。其采用了双绞铜线为传输介质，可外接终端多达110个，报文标识可达2032种，传输速度最高可达1Mbps/40m，直接传输长度最长可到10km/kbps。当终端出现故障时，具有自动断点功能以中断该终端与其他终端的连接，使总线上的其它终端及其连接不受影响，具有较强的抗噪能力。CAN能够进行多主方式工作，工业网上任何终端都可以随时向其它终端主动传送信息，能够进行点对点、点对多和全局广播方式来接收和发送信息。它采用网络仲裁技术，当出现几个终端同时在网络上传输信息时，优先级高的节点可先于优先级低的节点发送数据，从而避免了信号的冲突。

Profibus（PROcessFIeldBUS）是一种德国发起并经由欧洲标准协会推广的现场总线技术。Profibus系列由ProfibusFMS、ProfibusDp、ProfibusPA构成。ProfibusFMS（FieldbusMessageSpecification）是最初提出的标准，架构比较简单，适用在车间级通用性通信任务；ProfibusDP（DecentralizedPeripherals）用在工厂自动化的应用中，可以由中央控制器控制许多的传感器及执行器，也可以利用标准或选用的诊断机能得知各模块的状态；ProfibusPA（ProcessAutomation）应用在过程自动化系统中，由过程控制系统监控量测设备控制，可适用于防爆区域。它采用了开放式系统互联系统的物理层、数据链路层，由这两部分形成了其标准第一部分的子集。Profibus支持主从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式。主站具有对网络的控制权，可主动发送信息。对多主站系统来说，主站之间采用令牌方式传递信息，得到令牌的站点可在一个事先规定的时间内拥有总线控制权，共事先规定好令牌在各主站中循环一周的最长时间。按Profibus的通信规范，令牌在主站之间按地址编号顺序，沿上行方向进行传递。主站在得到控制权时，可以按主—从方式，向从站发送或索取信息，实现点对点通信。主站可采取对所有站点广播（不要求应答）或有选择地向一组站点广播。

2各种总线之间的比较

每种总线都有其应用领域，在其应用领域里，每种通讯对网络的广度、最大承载量和抗干扰能力有着不同的要求。

ASI总线相比于CAN总线在虽然同属于短程传输通讯手段，但ASI总线在主从通讯方式和通讯速率上有着优势。但是在多机备份、非破坏性总线仲裁方面有着明显的不足。

ASI总线相比于Profibus-DP总线无论在传输速率和广度都存在着劣势，其在主站的功能性也略有不如。但是，ASI总线在实施过程中具有简易和方便性，同时能够更灵活地让用户选择控制方式，并能有效的减少系统复杂度和降低用电量。

下面，我们就用表格的方式来对比下这几种总线。

通过比较，我们知道ASI总线更为适合烟草生产这种需要高自由度的现场。

参考文献：

[1]袁岳成.ASI总线与Profibus-DP总线的比较[J].科技前沿，2014（7）：15

[2]王俊杰，刘淑萍.使用ASI和Profibus-DP构成开关电器的现场总线监控网络系统[J].科技前沿，2000（10）：23

[3]胥清华，李强.CAN总线发展与其他总线的比较.技术与前沿[J].2011（7）46-47