1 Hva er bussprotokollen?
Fieldbus (Fieldbus) er slutten av 1980 -tallet, begynnelsen av 1990 -tallet internasjonale utvikling av dannelsen av FieldBus -teknologi for prosessautomatisering, produksjonsautomatisering, bygningsautomasjon og andre områder i feltet Intelligent Equipment Interconnection Communication Network. Det fungerer som grunnlaget for fabrikkens digitale kommunikasjonsnettverk, og kommuniserer mellom produksjonsprosessstedene og kontrollenhetene og deres forbindelse med høyere kontroll- og styringsnivå. Det er ikke bare et grasrotnettverk, men også et åpent, nytt fullt distribuert kontrollsystem. Denne intelligente sensing, kontroll, datamaskin, digital kommunikasjon og andre teknologier som hovedinnhold i den integrerte teknologien, har fått verdensomspennende oppmerksomhet, blitt et hett sted for utvikling av automatiseringsteknologi og vil føre til en dyp endring i strukturen i automatiseringssystemet og utstyret. Arbeidsmiljøet for FieldBus-utstyr er nederst i prosessutstyr, som det grunnleggende kommunikasjonsnettverket på fabrikkutstyrsnivå, det er påkrevd å ha egenskapene til enkel protokoll, sterk feiltoleranse, god sikkerhet og lave kostnader: det har en viss grad av tidssikkerhet og høye sanntidskrav, og det har også kjennetegnene til stabil nettverksbelastning, de fleste av dem er kort rammeoverføring og frekvensinformasjon. På grunn av de ovennevnte egenskapene, har FieldBus-systemet fra nettverksstruktur til kommunikasjonsteknologi, forskjellige høyhastighets datakommunikasjonsnettverkskarakteristikker.
For tiden er det mer enn 40 typer feltbusser på den internasjonale arenaen, men det er ingen feltbuss som kan dekke alle applikasjonsflater, i henhold til størrelsen på overføringsdataene kan deles inn i 3 kategorier: sensorbuss (sensorbus), som tilhører bitoverføringen; Enhetsbuss (DeviceBus), tilhører byteoverføringen; Feltbuss, som tilhører datastrømoverføringen.
Fieldbus -teknologi for å realisere et sentralt problem, er å danne en produsent i automatiseringsbransjen for å overholde de tekniske standardene for FieldBus -kommunikasjonsprotokoller, produsenter kan bli født i samsvar med standardproduktene, systemintegratorer kan være i samsvar med standardene for forskjellige produkter for å danne et system. Dette reiser spørsmålet om FieldBus -standarder.
Internasjonalt anerkjente automatiseringsprodukter og feltutstyrsprodusenter, som er klar over Fieldbus -teknologien, er fremtidens utviklingsretning, har dannet en allianse av foretak, introduksjonen av deres egne bussstandarder og produkter i markedet for å dyrke brukere, utvide virkningen og aktivt støtte den internasjonale standardorganisasjonen til å utvikle FieldBus International Standards. Enten de kan lage sine egne bussteknologiske standarder i fremtidige internasjonale standarder har en stor andel komponenter, forholdet mellom selskapets relaterte produkter, fremtiden for brukerens tillit og bedrifts omdømme. Og historisk erfaring har bevist at internasjonale standarder er basert på en eller flere vellykkede teknologier i markedet. Derfor kommer de store internasjonale selskapene i utviklingen av Fieldbus International -standarder i konkurransen, noe som gjenspeiler selskapets ledende posisjon i teknologikonkurransen, men kommer til slutt ned på markedets styrke. Fieldbus vurderer utgangspunktet:
Feltkommunikasjonsnettverk, feltenhet inter, interoperabilitet, desentralisert funksjonsblokk, kommunikasjonslinje strømforsyning, åpent samtrafikknettverk
2 Kjennetegn på feltbuss
1, forbedret informasjonsintegrasjonsfunksjoner på feltnivå
FieldBus kan få en stor mengde rik informasjon fra feltutstyret, for bedre å oppfylle kravene til fabrikkautomatisering og CIMS -systeminformasjonsintegrasjon. Fieldbus er et digitalt kommunikasjonsnettverk, det erstatter ikke bare 4-20 MA -signalet, men også for å oppnå status som utstyr, feil, parameterinformasjonsoverføring. I tillegg til å fullføre fjernkontroll, kan systemet også fullføre ekstern parameterisering. Systemet kan også utføre ekstern parameteriseringsarbeid i tillegg til fjernkontroll.
2, åpen, interoperabilitet, utskiftbarhet, integrabilitet.
Så lenge produktene fra forskjellige produsenter bruker samme busstandard, er de interoperable og utskiftbare, så utstyret har god integrabilitet. Systemet er åpent, slik at andre produsenter lar sin egen kompetanse innen kontrollteknologi, for eksempel kontrollalgoritmer, prosesser, formuleringer, etc. integrert i et felles system, derfor vil markedet ha mange bransjeorienterte funksjoner i overvåkningssystemet.
3, systemet er svært pålitelig og vedlikeholdbart
FieldBus-basert automatiseringsovervåkingssystem bruker en bussforbindelse i stedet for en-til-en I/O-ledning, for storskala I/O-systemer, noe som reduserer upåliteligheten forårsaket av ledningspunktene. Samtidig har systemet online feildiagnose, alarm og postfunksjon for feltnivåutstyr, og kan fullføre den eksterne parameterinnstillingen og modifiseringen av feltutstyr og annet parameteriseringsarbeid, noe som også forbedrer systemets vedlikeholdbarhet.
4, Reduserte system- og ingeniørkostnader
For storskala, storstilt I/O-distribuert system, eliminerer et stort antall kabler, I/O-moduler og kabelleggingstekniske kostnader, noe som reduserer systemet og ingeniørkostnadene.
3 Generelt Fieldbus nettverksstruktur
Fieldbus-protokollen er basert på ISO Reference Module (OSI-RM) for åpen systemtilkobling. Imidlertid brukes bare lag 1, 2 og 7, og lag 3 til 6 brukes ikke på grunn av hensyn til sanntid. I mellomtiden er det nydefinerte brukerlaget plassert over applikasjonslaget.
Lagene er definert som følger
Lag 1:Fysisk lag definerer kommunikasjonsmediet til feltbusen, dvs. alternativ til 4-20 ma standard.
Lag 2:Data -koblingslaget brukes til å overvåke kommunikasjonen som foregår mellom enhetene og for å oppdage kommunikasjonsfeil.
Lag 3:Applikasjonslaget standardiserer kommunikasjonsdataformatet for å danne informasjon som kan tolkes av alle nettverksenheter for prosesskontroll og for å gi et grensesnitt til brukerlaget.
Lag 4:Brukerlaget er assosiert med et eget planteområde og gir miljøet for videre applikasjoner. Den har et grensesnitt til kontrollfunksjoner på høyere nivå.
4 PROFINET
Kommunikasjonen mellom PROFINET -nettverket og eksterne enheter realiseres ved hjelp av PROFINET
Profinet IO definerer kommunikasjonsfunksjonene til de feltkoblede eksterne enhetene og er basert på sanntidskonseptet med kaskade. PROFINET IO definerer fullstendig datautveksling, parameterisering og diagnostiske funksjoner mellom kontrollere (enheter med "masterfunksjon") og andre enheter (enheter med "slavefunksjon") PROFINET IO er designet for å gi rask dataoverføring mellom Ethernet-tilkoblede enheter og støtter leverandør-forbrukermodellen. Enheter som støtter PROFIBUS-kommunikasjonsprotokollen kan sømløst kobles til PROFINET-nettverket uten behov for en IO-proxy. Enhetsutviklere kan bruke kommersielt tilgjengelige Ethernet-kontrollere for å utvikle PROFINET-IO-enheter.
Profinet IO er egnet for systemer med nettverkssyklustider på flere MS.
Profinet IO -systemer inkluderer følgende typer enheter:
IO -kontrollere, som kontrollerer oppgavearbeidet til automatiseringen.
IO -enheter, generelt feltenheter, kontrolleres og overvåkes av IO -kontrolleren. En IO-enhet kan bestå av flere moduler eller undermoduler.
En IO -skjerm er et stykke PC -programvare som kan angi parametere og diagnostisere statusen til individuelle moduler.
Profinet IO etablerer en applikasjonsforhold (AR) mellom IO -kontrolleren og IO -enheten, som definerer kommunikasjonsrelasjoner (CR) med forskjellige egenskaper som parameteroverføring, syklisk datautveksling og advarselshåndtering.
Egenskapene til en IO -enhet er beskrevet av enhetsprodusenten i GSD (General Station Beskrivelse) -filen i GSDML (GSD Markup Language), som gir PC -overvåkningsprogramvaren den grunnleggende informasjonen som trengs for å planlegge PROFINET -konfigurasjoner.
5 CCLINK
CClink har tre forskjellige busser: CCLINK, CCLINK IE, CC-LINK IE Field Basic, vi støtter bare CC-Link IE Field Basic. CClink ligner 485 vri-par, IE er Gigabit Ethernet, kan ikke gå til normal TCP, dvs. Basic er standard Ethernet.
CC-Link (Control & Communication Link, Control and Communication Link System), er Mitsubishi Electrics nylig lanserte Open FieldBus, dets datakapasitet, kommunikasjonshastighet multi-nivå valgbart, og det er et enhetslagbasert nettverk, men kan også dekke det høyere nivået av kontrolllaget og det lavere nivået på sensinglaget. Generelt kan CC-Link Whole Layer Network være sammensatt av 1 master og 64 slaver. Masteren i nettverket utføres av PLC, og slavene kan være eksterne I/O-moduler, spesielle funksjonsmoduler, lokale stasjoner med CPU og PLC, menneskemaskin-grensesnitt, frekvensomformere og alle slags måleinstrumenter, ventiler og andre feltinstrumenteringsenheter.
Slavestasjonen kan være ekstern I/O -modul, spesialfunksjonsmodul, lokal stasjon med CPU og PLC, HMI, omformer og forskjellige måleinstrumenter, ventiler og andre feltinstrumenteringsenheter. CC-Link har en høyhastighets dataoverføringshastighet på opptil 10 MB/s. Den underliggende kommunikasjonsprotokollen til CC-Link er en høyhastighets dataoverføringshastighet. Den underliggende kommunikasjonsprotokollen til CC-Link følger Rs 485, og generelt tar CC-Link hovedsakelig vedtar kringkastings-pollemetoden for kommunikasjon, CC-Link støtter også øyeblikkelig kommunikasjon mellom masterstasjon, lokal stasjon og intelligent enhetsstasjon.
I juli 2005 ble CC-Link godkjent av China National Standards Committee som det ledende tekniske dokumentet for China National Standards.
CC-Link Network har perfekt RAS-funksjon (pålitelighet, tilgjengelighet, brukbarhet). CC-Link Network har perfekt RAS (pålitelighet, tilgjengelighet, brukbarhet) -funksjon, dvs. automatisk retur, avskjæring av slave, feildeteksjon med koblingsrelé/register.
6 Ethernetip
Ethernet/IP er en industriell applikasjonslagsprotokoll for industrielle automatiseringsapplikasjoner. Den er bygget på toppen av standard TCP/IP -protokoll og bruker fast Ethernet -maskinvare og programvare for å definere en applikasjonslagsprotokoll for å konfigurere, få tilgang til og kontrollere industrielle automatiseringsenheter.
Ethernet/IP deler Ethernet -noder i forhåndsdefinerte enhetstyper på en spesiell måte. Ethernet/IP -applikasjonslagsprotokollen er basert på CIP -laget for kontroll- og informasjonsprotokoll og gir et sømløst integrert system fra industrigulvet til Enterprise Network. Ethernet/IP bruker alle de tradisjonelle Ethernet -protokollene og er bygget på toppen av standard Ethernet -teknologi, dette betyr at Ethernet/IP fungerer transparent med alle nåværende standard Ethernet -enheter. Enda viktigere er at det faktum at Ethernet/IP er bygget på en standard Ethernet -teknologiplattform, sikrer at førstnevnte vil utvikle seg etter hvert som sistnevnte utvikler seg. Pro-Ethernet/IP-samfunnet jobber med å produsere en omfattende og robust standard, og det gjøres med Ethernet/IP av flere distributører, inkludert tilpassede spesifikasjoner og omfattende testing i akkrediterte testlaboratorier.
7 Ethercat
EtherCAT (Ethernet Control Automation Technology) er en åpen arkitektur, Ethernet-basert Fieldbus-system, hvis navnekat er et forkortelse for kontrollautomatiseringsteknologi. Ethercat er en deterministisk industriell Ethernet, først utviklet av Beckhoff i Tyskland.
Ethercat støtter alle enhetstilkoblingstopologier som lineære, tre, ring og stjerne, og de fysiske mediene kan være enten 100Base-TX standard Ethernet-kabler eller fiberoptiske kabler. Med 100Base-TX-kabler kan avstanden mellom stasjonene være opptil 100 m. Opptil 65 535 enheter kan kobles til hele nettverket. Hele nettverket kan koble opp til 65 535 enheter. En master-slave ringstruktur dannes ved bruk av rask Ethernet-kommunikasjonsteknologi for full dupleks.