I. Введение
В области промышленной автоматизации выбор коммуникационной технологии оказывает решающее влияние на производительность, надежность и стоимость системы. Fieldbus и Industrial Ethernet — две широко используемые технологии связи, которые играют разные роли в промышленной автоматизации. В данной статье представлено подробное введение в обе технологии и исследованы их различия.
II. Обзор полевой шины
Определение
Fieldbus — это последовательная цифровая многоточечная шина данных, установленная между полевыми устройствами/инструментами в технологической зоне и устройствами/системами автоматического управления в диспетчерской. Он функционирует как сетевая система и система управления, в которой отдельные, децентрализованные, цифровые и интеллектуальные устройства измерения и управления служат сетевыми узлами. Эти узлы соединены между собой шиной для обмена информацией и коллективно выполняют функции автоматического управления. Технология Fieldbus представляет собой технологию сетевой связи промышленного-уровня, обеспечивающую цифровую связь между устройствами управления полевого-уровня, что символизирует цифровую революцию в области связи оборудования промышленного-уровня.
Характеристики
Fieldbus предлагает ряд заметных преимуществ, включая простоту, надежность и экономическую-эффективность. В первую очередь он предназначен для цифровой связи между полевыми устройствами, такими как интеллектуальные приборы, контроллеры и исполнительные механизмы в промышленных условиях, а также для передачи информации между этими полевыми устройствами управления и системами управления более высокого-уровня. Fieldbus — это промышленная шина данных, служащая базовой сетью передачи данных в автоматизации.
Основные типы
Fieldbus включает в себя несколько типов, включая PROFIBUS, EtherCAT, Lightbus, Interbus, CANopen, ControlNet, интерфейс SERCOS, Ethernet и PROFINET. Каждая шина обладает уникальными характеристиками и сферой применения, что позволяет пользователям выбирать подходящий тип шины в соответствии с конкретными требованиями.
III. Обзор промышленного Ethernet
Определение
Industrial Ethernet — это надежная территориальная и модульная сеть, основанная на стандарте IEEE 802.3 (Ethernet). Он применяет технологию Ethernet для промышленной автоматизации, обеспечивая плавную интеграцию в новый мультимедийный мир. Промышленный Ethernet подходит не только для офисных сред, но также применим для автоматизации производства и процессов.
Характеристики
Промышленный Ethernet обеспечивает высокую надежность, высокую пропускную способность, простоту масштабирования, высокую совместимость, удобное управление и широкую применимость. Он использует механизмы резервирования и высоконадежные сетевые топологии для обеспечения надежности и стабильности передачи данных. Кроме того, в промышленном Ethernet используется технология высокоскоростной-передачи, обеспечивающая быструю передачу и обработку данных, поддерживающую-передачу данных в реальном времени и высокоскоростное-управление. Кроме того, в Industrial Ethernet используются стандартизированные протоколы связи, позволяющие различным устройствам беспрепятственно взаимодействовать и сотрудничать, тем самым улучшая функциональную совместимость и совместимость.
Состав сети
Типичная среда Industrial Ethernet включает сетевые компоненты, компоненты подключения, средства связи и коммуникационные процессоры Industrial Ethernet на контроллерах ПЛК и PG/ПК. Эти компоненты в совокупности образуют инфраструктуру Industrial Ethernet, поддерживающую передачу и обработку данных.
IV. Различия между полевой шиной и промышленным Ethernet
Метод связи
Fieldbus использует структуру шины, соединяющую несколько устройств через одну шину для облегчения связи и обмена данными. Однако в промышленном Ethernet используются звездообразные, кольцевые или древовидные топологии, соединяющие несколько устройств через коммутаторы и подобное оборудование для обеспечения связи и обмена данными.
Скорость связи
Полевая шина обычно использует последовательную связь с относительно низкими скоростями, обычно ниже 10 Мбит/с. Промышленный Ethernet использует параллельную связь с более высокими скоростями, обычно 100 Мбит/с или выше. Это дает преимущества Industrial Ethernet при работе с большими объемами данных и в приложениях с высокоскоростным управлением.
Возможность-реального времени
Системы Fieldbus обычно демонстрируют высокую производительность-в реальном времени, отвечая требованиям-управления в реальном времени промышленной автоматизации. Однако промышленный Ethernet имеет относительно более слабые возможности реального-реального времени и часто требует специальных технологий и протоколов для повышения производительности-реального времени. Тем не менее, благодаря технологическим достижениям и оптимизации протоколов, возможности промышленного Ethernet в режиме реального времени постоянно улучшаются.
Объем данных
Системы Fieldbus обычно подходят для приложений с меньшими объемами данных, тогда как Industrial Ethernet лучше подходит для сценариев, включающих большие объемы данных. В системах промышленной автоматизации, поскольку объемы данных продолжают расти, а требования к работе в режиме реального времени становятся все более строгими, сфера применения Industrial Ethernet также расширяется.
Топология
В системах Fieldbus обычно используется шинная топология, имеющая относительно простую структуру. Однако в промышленном Ethernet используются топологии «звезда», «кольцо» или «дерево», которые являются более сложными. Эта сложность обеспечивает большую гибкость и удобство при расширении или модернизации систем Industrial Ethernet.
V. Заключение
И полевая шина, и промышленный Ethernet являются жизненно важными коммуникационными технологиями в промышленной автоматизации. Каждый из них обладает различными характеристиками и преимуществами и подходит для различных сценариев применения и требований. При выборе технологии связи необходимо всесторонне учитывать потребности конкретных приложений, масштаб системы, объем данных и требования к производительности-в режиме реального времени. По мере развития технологий и углубления применения полевые шины и промышленный Ethernet будут продолжать играть важную роль в промышленной автоматизации.