今天,最常见的电脑接口恐怕就要算USB了,它几乎和所有的电脑附件兼容,包括打印机、键盘、手机、照相机、闪存、游戏机等等。同时,它支持的工业设备也越来越多了。
USB是一种通用的串口总线。它的通用性体现在,已经有超过20亿台设备都在使用这种连接器和通讯协议。当前的版本USB 2.0,诞生于2000年四月,规定了数据如何在电缆上输入输出。
安捷仑科技推出的安捷仑U2000系列电力传感器,据称使用USB即插即用式连接,可以快速方便的安装。
标准的USB电缆拥有四根导线,两根导电(5V直流电,最大500mA),另外两根双绞线用于传输数据。协议可以通过USB集线器将主机上的数据传送到最多127台设备的网络。USB电缆的最大长度可达5米,并且可以使用环形集线器进行扩展。主机通常是电脑,可以直接或者通过网络和设备进行通讯。根据设备的状态和通讯的要求,主机可以通过USB 2.0三个协议的其中之一进行通讯:
■ 中断方式—用于长时间的少量数据的传输,比如键盘。
■ 批方式—同时传输大量的数据,比如打印机和数码照相机。数据可以以6
■ 等时方式—实时进行流数据的通讯,比如音响、放像机等等,这种方式不进行错误修正。
当主机发现设备连入网络时,无论是在启动的时候还是进行热插拔,它都可以进行解析并且选择合适的通讯协议。所有的设备都不可能以最快的速度进行通讯,一些传输少量数据的设备只是使用12或者1.5Mbps的速度,而这已经足够了。
在工业应用当中,USB使用在一些老式的串行平台上,例如RS-232和RS-485。虽然在IT的世界里,USB已经大规模的取代了老式串口协议,但是工业领域的这些进展却不是这么简单。
“我们正在看到越来越多的设备上应用USB,”Woodhead Industrial Communication的总经理Ed Nabrotzky说,“这是一个不可逆转的趋势。”他将这种现象的出现归因于USB安装方便、自动配置以及支持热插拔。同笨拙的RS-232技术相比,技师们更喜欢USB。然而,这项技术最大的一个局限就是电缆长度太短了。
另外一些人并不准备进行改变。“在流程工业,我们看到了USB通讯应用的局限。”西门子能源与自动化集团过程自动化市场经理Todd Stauffer说,“尽管以太网是一个更普遍的方案,尤其对于网络结构,但是和打印机进行通讯的时候,主要还是使用USB。使用RS-232进行串口通讯仍然是流程工业的主流,但是因为PC技术一直在持续进步,已经越来越难以找到那种还带有串口的PC了,尤其是在那些执行配置任务的PC里面。”如果需要的话,PC适配器可以用来插到PC的USB端口里,同控制器(MPI/DP)的配置端口进行通讯。
就像以太网一样,USB开始于IT产品,然后逐渐被工业应用所接受。现在,强化的、可以锁定的连接器和电缆已经有很多厂商在生产了,一些制造商甚至使用同以太网连接器一样的锁定的设备用来保护USB连接器。锁定方法是有专利的,但是却具有兼容性。
Peter Welander是流程工业编辑,联系他可以发送邮件到peter.welander@reedbusiness.com