I. Uvod
Na področju industrijske avtomatizacije ima izbira komunikacijske tehnologije kritičen vpliv na zmogljivost, zanesljivost in stroške sistema. Fieldbus in industrijski Ethernet sta dve pogosto uporabljeni komunikacijski tehnologiji, ki imata različni vlogi v industrijski avtomatizaciji. Ta dokument nudi podroben uvod v obe tehnologiji in raziskuje njune razlike.
II. Fieldbus Pregled
Opredelitev
Fieldbus je serijsko, digitalno, večtočkovno komunikacijsko podatkovno vodilo, nameščeno med terenskimi napravami/instrumenti v procesnem območju in avtomatiziranimi krmilnimi napravami/sistemi v nadzorni sobi. Deluje kot omrežni sistem in nadzorni sistem, kjer posamezne, decentralizirane, digitalne in inteligentne merilne in krmilne naprave služijo kot omrežna vozlišča. Ta vozlišča so medsebojno povezana prek vodila za izmenjavo informacij in skupno izvajanje avtomatiziranih nadzornih funkcij. Tehnologija Fieldbus predstavlja omrežno komunikacijsko tehnologijo-na ravni industrijskega polja, ki omogoča digitalno komunikacijo med krmilnimi napravami-na nivoju polja, kar simbolizira digitalno revolucijo v komunikaciji opreme na ravni-industrijskega polja.
Značilnosti
Fieldbus ponuja vrsto pomembnih prednosti, vključno s preprostostjo, zanesljivostjo in stroškovno-učinkovitostjo. Predvsem obravnava digitalno komunikacijo med terenskimi napravami, kot so inteligentni instrumenti, krmilniki in aktuatorji v industrijskih okoljih, kot tudi prenos informacij med temi terenskimi krmilnimi napravami in nadzornimi-sistemi višje ravni. Fieldbus je industrijsko podatkovno vodilo, ki služi kot osnovno podatkovno komunikacijsko omrežje v avtomatizaciji.
Glavne vrste
Fieldbus zajema več vrst, vključno s PROFIBUS, EtherCAT, Lightbus, Interbus, CANopen, ControlNet, vmesnikom SERCOS, Ethernet in PROFINET. Vsako vodilo ima edinstvene značilnosti in obseg uporabe, kar uporabnikom omogoča izbiro ustreznega tipa vodila glede na posebne zahteve.
III. Pregled industrijskega etherneta
Opredelitev
Industrijski Ethernet je robustno območno in enotno omrežje, ki temelji na IEEE 802.3 (Ethernet). Uporablja tehnologijo Ethernet za industrijsko avtomatizacijo in zagotavlja brezhibno integracijo v nov multimedijski svet. Industrijski ethernet ni primeren le za pisarniška okolja, temveč tudi za avtomatizacijo proizvodnje in procesov.
Značilnosti
Industrijski Ethernet ponuja visoko zanesljivost, visoko pasovno širino, enostavno razširljivost, močno interoperabilnost, priročno upravljanje in široko uporabnost. Za zagotavljanje zanesljivosti in stabilnosti prenosa podatkov uporablja mehanizme redundance in zelo zanesljive topologije omrežja. Poleg tega industrijski ethernet uporablja visoko-tehnologijo prenosa hitrosti, ki zagotavlja hiter prenos podatkov in zmožnosti obdelave, ki podpira-prenos podatkov v realnem{3}}času in visoko{4}}nadzor hitrosti. Poleg tega industrijski Ethernet uporablja standardizirane komunikacijske protokole, ki omogočajo nemoteno komunikacijo in sodelovanje različnih naprav, s čimer se izboljša interoperabilnost in združljivost.
Sestava omrežja
Tipično okolje Industrial Ethernet obsega omrežne komponente, komponente povezave, komunikacijske medije in komunikacijske procesorje Industrial Ethernet na krmilnikih PLC in PG/PC. Te komponente skupaj tvorijo infrastrukturo Industrial Ethernet, ki podpira prenos in obdelavo podatkov.
IV. Razlike med Fieldbus in Industrial Ethernet
Metoda komunikacije
Fieldbus uporablja strukturo vodila, ki povezuje več naprav prek enega vodila za lažjo komunikacijo in izmenjavo podatkov. Industrijski Ethernet pa uporablja topologijo zvezde, obroča ali drevesa, ki povezuje več naprav prek stikal in podobne opreme, da omogoči komunikacijo in izmenjavo podatkov.
Hitrost komunikacije
Fieldbus običajno uporablja serijsko komunikacijo z relativno nizkimi hitrostmi, običajno pod 10 Mbps. Industrijski Ethernet uporablja vzporedno komunikacijo z višjimi hitrostmi, običajno 100 Mbps ali več. To daje industrijskemu Ethernetu prednosti pri obdelavi velikih količin podatkov in visoko{4}}hitrostnih nadzornih aplikacij.
Zmogljivost v-realnem času
Sistemi Fieldbus običajno kažejo visoko-zmogljivost v realnem času in izpolnjujejo-zahteve industrijske avtomatizacije glede nadzora v realnem času. Industrijski Ethernet pa ima razmeroma šibkejše-zmogljivosti v realnem času in pogosto zahteva specializirane tehnologije in protokole za izboljšanje-zmogljivosti v realnem času. Kljub temu se s tehnološkim napredkom in optimizacijami protokolov realnočasovne-zmožnosti industrijskega etherneta nenehno izboljšujejo.
Obseg podatkov
Sistemi Fieldbus so običajno primerni za aplikacije z manjšimi količinami podatkov, medtem ko je industrijski Ethernet bolj primeren za scenarije, ki vključujejo večje količine podatkov. Znotraj industrijskih sistemov za avtomatizacijo se obseg uporabe industrijskega etherneta prav tako širi, medtem ko se količine podatkov še naprej povečujejo in-zahteve v realnem času postajajo vse strožje.
Topologija
Sistemi fieldbus običajno uporabljajo topologijo vodila, ki ima razmeroma preprosto strukturo. Industrijski Ethernet pa uporablja topologijo zvezde, obroča ali drevesa, ki so bolj zapletene. Ta kompleksnost omogoča večjo prilagodljivost in udobje pri razširitvi ali nadgradnji sistemov Industrial Ethernet.
V. Sklep
Tako fieldbus kot industrijski Ethernet sta ključni komunikacijski tehnologiji v industrijski avtomatizaciji. Vsak ima različne značilnosti in prednosti, ki ustrezajo različnim scenarijem uporabe in zahtevam. Pri izbiri komunikacijske tehnologije je treba celovito upoštevati posebne potrebe aplikacij, obseg sistema, količino podatkov in-zahteve glede zmogljivosti v realnem času. Z napredkom tehnologije in poglabljanjem aplikacij bosta fieldbus in industrijski Ethernet še naprej igrala pomembno vlogo pri industrijski avtomatizaciji.