I. Bevezetés
Az ipari automatizálás területén a kommunikációs technológia kiválasztása kritikus hatással van a rendszer teljesítményére, megbízhatóságára és költségére. A Fieldbus és az Industrial Ethernet két gyakran használt kommunikációs technológia, amelyek külön szerepet játszanak az ipari automatizálásban. Ez a cikk részletesen bemutatja mindkét technológiát, és feltárja különbségeiket.
II. A terepi busz áttekintése
Meghatározás
A Fieldbus egy soros, digitális, többpontos kommunikációs adatbusz, amelyet a feldolgozási területen lévő terepi eszközök/műszerek és a vezérlőteremben lévő automatizált vezérlőeszközök/rendszerek közé telepítenek. Hálózati rendszerként és vezérlőrendszerként működik, ahol az egyedi, decentralizált, digitális és intelligens mérő- és vezérlőeszközök hálózati csomópontként szolgálnak. Ezek a csomópontok egy buszon keresztül kapcsolódnak egymáshoz az információcsere és az automatizált vezérlési funkciók együttes végrehajtása érdekében. A terepibusz-technológia egy ipari -szintű hálózati kommunikációs technológia, amely lehetővé teszi a digitális kommunikációt a terepi-szintű vezérlőeszközök között, szimbolizálva az ipari-szintű berendezések kommunikációjának digitális forradalmát.
Jellemzők
A Fieldbus számos kiemelkedő előnyt kínál, beleértve az egyszerűséget, a megbízhatóságot és a költséghatékonyságot{0}}. Elsősorban a terepi eszközök, például intelligens műszerek, vezérlők és működtetők közötti digitális kommunikációt célozza meg ipari környezetben, valamint az ezen terepi vezérlőeszközök és a magasabb szintű vezérlőrendszerek közötti információátvitelt. A Fieldbus egy ipari adatbusz, amely az automatizálás mögöttes adatkommunikációs hálózataként szolgál.
Fő típusok
A Fieldbus több típust is magában foglal, beleértve a PROFIBUS-t, az EtherCAT-t, a Lightbus-t, az Interbus-t, a CANopen-t, a ControlNet-et, a SERCOS interfészt, az Ethernetet és a PROFINET-et. Minden busz egyedi jellemzőkkel és alkalmazási körökkel rendelkezik, lehetővé téve a felhasználók számára a megfelelő busztípus kiválasztását az egyedi követelmények alapján.
III. Az ipari Ethernet áttekintése
Meghatározás
Az ipari Ethernet egy robusztus terület- és egységhálózat, amely IEEE 802.3-on (Ethernet) alapul. Az Ethernet technológiát alkalmazza az ipari automatizálásban, zökkenőmentes integrációt biztosítva az új multimédiás világba. Az ipari Ethernet nem csak irodai környezetekben használható, hanem a termelés és a folyamatok automatizálásában is alkalmazható.
Jellemzők
Az ipari Ethernet nagy megbízhatóságot, nagy sávszélességet, könnyű méretezhetőséget, erős együttműködési képességet, kényelmes kezelést és széleskörű alkalmazhatóságot kínál. Redundancia mechanizmusokat és rendkívül megbízható hálózati topológiákat alkalmaz az adatátvitel megbízhatóságának és stabilitásának biztosítása érdekében. Ezenkívül az Industrial Ethernet nagy sebességű átviteli technológiát alkalmaz, amely gyors adatátviteli és feldolgozási képességeket biztosít, amelyek támogatják a valós idejű adatátvitelt- és a nagysebességű{4}} vezérlést. Ezen túlmenően, az ipari Ethernet szabványos kommunikációs protokollokat alkalmaz, lehetővé téve a különböző eszközök zökkenőmentes kommunikációját és együttműködését, ezáltal javítva az interoperabilitást és a kompatibilitást.
Hálózati összetétel
Egy tipikus ipari Ethernet-környezet hálózati összetevőket, csatlakozási összetevőket, kommunikációs médiát és ipari Ethernet kommunikációs processzorokat tartalmaz PLC-vezérlőkön és PG/PC-ken. Ezek az összetevők együttesen alkotják az ipari Ethernet infrastruktúrát, támogatva az adatátvitelt és -feldolgozást.
IV. A terepi busz és az ipari Ethernet közötti különbségek
Kommunikációs módszer
A Fieldbus buszstruktúrát alkalmaz, amely több eszközt köt össze egyetlen buszon keresztül, hogy megkönnyítse a kommunikációt és az adatcserét. Az ipari Ethernet azonban csillag-, gyűrű- vagy fa topológiát használ, több eszközt kapcsolókon és hasonló berendezéseken keresztül összekötve a kommunikáció és az adatcsere lehetővé tétele érdekében.
Kommunikációs sebesség
A terepi busz általában viszonylag alacsony, általában 10 Mbps alatti sebességű soros kommunikációt alkalmaz. Az ipari Ethernet párhuzamos kommunikációt használ nagyobb sebességgel, jellemzően 100 Mbps vagy nagyobb sebességgel. Ez előnyöket biztosít az ipari Ethernet számára a nagy adatmennyiségek és a nagy sebességű vezérlőalkalmazások{4}}kezelésében.
Valós idejű{0}}képesség
A terepibusz-rendszerek jellemzően erős valós idejű{0}}teljesítményt mutatnak, és megfelelnek az ipari automatizálás valós{1}idejű vezérlési igényeinek. Az ipari Ethernet azonban viszonylag gyengébb valós idejű -képességekkel rendelkezik, és gyakran speciális technológiákat és protokollokat igényel a valós idejű-teljesítmény fokozása érdekében. Mindazonáltal a technológiai fejlődésnek és a protokolloptimalizálásnak köszönhetően az ipari Ethernet valós idejű -képességei folyamatosan javulnak.
Adatmennyiség
A terepibusz-rendszerek jellemzően kisebb adatmennyiséggel rendelkező alkalmazásokhoz, míg az ipari Ethernet jobban megfelel a nagyobb adatmennyiséget igénylő forgatókönyvekhez. Az ipari automatizálási rendszereken belül, ahogy az adatmennyiség folyamatosan növekszik, és a valós idejű követelmények egyre szigorúbbak-, az ipari Ethernet alkalmazási köre is bővül.
Topológia
A terepibusz-rendszerek jellemzően busztopológiát alkalmaznak, amely viszonylag egyszerű szerkezettel rendelkezik. Az ipari Ethernet azonban csillag-, gyűrű- vagy fa topológiákat használ, amelyek bonyolultabbak. Ez a komplexitás nagyobb rugalmasságot és kényelmet tesz lehetővé az ipari Ethernet rendszerek bővítésekor vagy korszerűsítésekor.
V. Következtetés
Mind a terepi busz, mind az ipari Ethernet létfontosságú kommunikációs technológia az ipari automatizálásban. Mindegyik eltérő tulajdonságokkal és előnyökkel rendelkezik, így megfelel a különböző alkalmazási forgatókönyveknek és követelményeknek. A kommunikációs technológia kiválasztásakor átfogóan figyelembe kell venni a konkrét alkalmazási igényeket, a rendszer léptékét, az adatmennyiséget és a valós idejű teljesítményigényeket. A technológia fejlődésével és az alkalmazások elmélyülésével a terepi busz és az ipari Ethernet továbbra is jelentős szerepet fog játszani az ipari automatizálásban.