I. Introduksjon
Innen industriell automatisering har valg av kommunikasjonsteknologi en kritisk innvirkning på systemytelse, pålitelighet og kostnad. Fieldbus og Industrial Ethernet er to ofte brukte kommunikasjonsteknologier som spiller forskjellige roller i industriell automasjon. Denne artikkelen gir en detaljert introduksjon til begge teknologiene og utforsker forskjellene deres.
II. Feltbussoversikt
Definisjon
Feltbuss er en seriell, digital flerpunkts kommunikasjonsdatabuss installert mellom feltenheter/instrumenter i prosessområdet og automatiserte kontrollenheter/systemer i kontrollrommet. Det fungerer som et nettverkssystem og kontrollsystem der individuelle, desentraliserte, digitale og intelligente måle- og kontrollenheter fungerer som nettverksnoder. Disse nodene er sammenkoblet via en buss for å utveksle informasjon og kollektivt utføre automatiserte kontrollfunksjoner. Feltbussteknologi representerer et industrifelt-nettverkskommunikasjonsteknologi som muliggjør digital kommunikasjon mellom felt-nivåkontrollenheter, som symboliserer den digitale revolusjonen innen industrifelt-nivåutstyrskommunikasjon.
Kjennetegn
Fieldbus tilbyr en rekke fremtredende fordeler, inkludert enkelhet, pålitelighet og kostnadseffektivitet-. Den tar primært for seg digital kommunikasjon mellom feltenheter som intelligente instrumenter, kontrollere og aktuatorer i industrielle omgivelser, samt informasjonsoverføring mellom disse feltkontrollenhetene og kontrollsystemer på høyere-nivå. Fieldbus er en industriell databuss som fungerer som det underliggende datakommunikasjonsnettverket innen automasjon.
Hovedtyper
Feltbuss omfatter flere typer, inkludert PROFIBUS, EtherCAT, Lightbus, Interbus, CANopen, ControlNet, SERCOS-grensesnitt, Ethernet og PROFINET. Hver buss har unike egenskaper og applikasjonsomfang, slik at brukerne kan velge riktig busstype basert på spesifikke krav.
III. Oversikt over industrielt Ethernet
Definisjon
Industrielt Ethernet er et robust område- og enhetsnettverk basert på IEEE 802.3 (Ethernet). Den bruker Ethernet-teknologi til industriell automasjon, og gir sømløs integrasjon i den nye multimedieverdenen. Industrielt Ethernet er ikke bare egnet for kontormiljøer, men også egnet for produksjon og prosessautomatisering.
Kjennetegn
Industrielt Ethernet tilbyr høy pålitelighet, høy båndbredde, enkel skalerbarhet, sterk interoperabilitet, praktisk administrasjon og bred anvendelighet. Den bruker redundansmekanismer og svært pålitelige nettverkstopologier for å sikre pålitelighet og stabilitet for dataoverføring. I tillegg bruker Industrial Ethernet høy-overføringsteknologi, som gir raske dataoverførings- og prosesseringsmuligheter som støtter sanntids-dataoverføring og høy-hastighetskontroll. I tillegg bruker Industrial Ethernet standardiserte kommunikasjonsprotokoller, som gjør det mulig for forskjellige enheter å kommunisere og samarbeide sømløst, og dermed forbedre interoperabilitet og kompatibilitet.
Nettverkssammensetning
Et typisk industrielt Ethernet-miljø omfatter nettverkskomponenter, tilkoblingskomponenter, kommunikasjonsmedier og industrielle Ethernet-kommunikasjonsprosessorer på PLS-kontrollere og PG/PC-er. Disse komponentene danner til sammen den industrielle Ethernet-infrastrukturen, og støtter dataoverføring og prosessering.
IV. Forskjeller mellom feltbuss og industrielt Ethernet
Kommunikasjonsmetode
Fieldbus bruker en bussstruktur som kobler sammen flere enheter via en enkelt buss for å lette kommunikasjon og datautveksling. Industrielt Ethernet bruker imidlertid stjerne-, ring- eller tretopologier, og kobler sammen flere enheter gjennom brytere og lignende utstyr for å muliggjøre kommunikasjon og datautveksling.
Kommunikasjonshastighet
Feltbuss bruker vanligvis seriell kommunikasjon med relativt lave hastigheter, vanligvis under 10 Mbps. Industrielt Ethernet bruker parallellkommunikasjon med høyere hastigheter, typisk 100 Mbps eller høyere. Dette gir industrielle Ethernet-fordeler ved håndtering av store datavolumer og høyhastighetskontrollapplikasjoner.
Sanntid-evne
Feltbussystemer viser vanligvis sterk-sanntidsytelse, og oppfyller sanntidskontrollkravene til industriell automasjon. Industrielt Ethernet har imidlertid relativt svakere sanntids-evne og krever ofte spesialiserte teknologier og protokoller for å forbedre sanntidsytelsen. Ikke desto mindre, med teknologiske fremskritt og protokolloptimaliseringer, blir sanntidsfunksjonene til Industrial Ethernet kontinuerlig forbedret.
Datavolum
Feltbussystemer er vanligvis egnet for applikasjoner med mindre datavolumer, mens Industrial Ethernet er bedre egnet for scenarier som involverer større datavolumer. Innen industrielle automasjonssystemer, ettersom datavolumene fortsetter å øke og sanntidskravene blir strengere, utvides også applikasjonsomfanget til Industrial Ethernet.
Topologi
Feltbussystemer bruker vanligvis en busstopologi, med en relativt enkel struktur. Industrielt Ethernet bruker imidlertid stjerne-, ring- eller tretopologier, som er mer komplekse. Denne kompleksiteten muliggjør større fleksibilitet og bekvemmelighet ved utvidelse eller oppgradering av industrielle Ethernet-systemer.
V. Konklusjon
Både feltbuss og industriell Ethernet er viktige kommunikasjonsteknologier innen industriell automasjon. Hver av dem har distinkte egenskaper og fordeler, og passer til ulike applikasjonsscenarier og krav. Når du velger en kommunikasjonsteknologi, må det tas omfattende hensyn til spesifikke applikasjonsbehov, systemskala, datavolum og-sanntidsytelseskrav. Etter hvert som teknologien utvikler seg og applikasjonene blir dypere, vil feltbuss og industriell Ethernet fortsette å spille en betydelig rolle innen industriell automasjon.