I. Úvod
V oblasti priemyselnej automatizácie má výber komunikačnej technológie rozhodujúci vplyv na výkon systému, spoľahlivosť a náklady. Fieldbus a Industrial Ethernet sú dve bežne používané komunikačné technológie, ktoré zohrávajú odlišné úlohy v priemyselnej automatizácii. Tento dokument poskytuje podrobný úvod do oboch technológií a skúma ich rozdiely.
II. Prehľad Fieldbus
Definícia
Fieldbus je sériová, digitálna, viacbodová komunikačná dátová zbernica inštalovaná medzi prevádzkovými zariadeniami/prístrojmi v procesnej oblasti a automatizovanými riadiacimi zariadeniami/systémami v riadiacej miestnosti. Funguje ako sieťový systém a riadiaci systém, kde jednotlivé, decentralizované, digitálne a inteligentné meracie a riadiace zariadenia slúžia ako uzly siete. Tieto uzly sú vzájomne prepojené zbernicou, aby si vymieňali informácie a spoločne vykonávali automatizované riadiace funkcie. Technológia Fieldbus predstavuje sieťovú komunikačnú technológiu na-úrovni priemyselného odvetvia umožňujúcu digitálnu komunikáciu medzi-riadiacimi zariadeniami na úrovni poľa, čo symbolizuje digitálnu revolúciu v priemyselnej-komunikácii zariadení na úrovni.
Charakteristika
Fieldbus ponúka rad významných výhod vrátane jednoduchosti, spoľahlivosti a nákladovej-efektivity. Primárne sa zameriava na digitálnu komunikáciu medzi prevádzkovými zariadeniami, ako sú inteligentné prístroje, ovládače a akčné členy v priemyselnom prostredí, ako aj prenos informácií medzi týmito poľnými riadiacimi zariadeniami a riadiacimi systémami vyššej{2}}úrovne. Fieldbus je priemyselná dátová zbernica slúžiaca ako základná dátová komunikačná sieť v automatizácii.
Hlavné typy
Fieldbus zahŕňa viacero typov, vrátane PROFIBUS, EtherCAT, Lightbus, Interbus, CANopen, ControlNet, rozhranie SERCOS, Ethernet a PROFINET. Každá zbernica má jedinečné vlastnosti a rozsah použitia, čo umožňuje užívateľom vybrať si vhodný typ zbernice na základe špecifických požiadaviek.
III. Prehľad priemyselného Ethernetu
Definícia
Priemyselný Ethernet je robustná plošná a jednotková sieť založená na IEEE 802.3 (Ethernet). Aplikuje technológiu Ethernet na priemyselnú automatizáciu a poskytuje bezproblémovú integráciu do nového multimediálneho sveta. Priemyselný Ethernet je vhodný nielen pre kancelárske prostredie, ale aj pre automatizáciu výroby a procesov.
Charakteristika
Priemyselný Ethernet ponúka vysokú spoľahlivosť, veľkú šírku pásma, jednoduchú škálovateľnosť, silnú interoperabilitu, pohodlnú správu a širokú použiteľnosť. Využíva redundantné mechanizmy a vysoko spoľahlivé sieťové topológie na zabezpečenie spoľahlivosti a stability prenosu dát. Priemyselný Ethernet navyše využíva technológiu vysokorýchlostného{2}}prenosu, ktorá poskytuje rýchly prenos údajov a možnosti spracovania, ktoré podporujú-prenos údajov v reálnom čase a vysokorýchlostné{4}}riadenie. Okrem toho priemyselný Ethernet využíva štandardizované komunikačné protokoly, ktoré umožňujú rôznym zariadeniam bezproblémovo komunikovať a spolupracovať, čím sa zvyšuje interoperabilita a kompatibilita.
Zloženie siete
Typické prostredie priemyselného Ethernetu zahŕňa sieťové komponenty, spojovacie komponenty, komunikačné médiá a komunikačné procesory priemyselného Ethernetu na PLC ovládačoch a PG/PC. Tieto komponenty spoločne tvoria infraštruktúru priemyselného Ethernetu a podporujú prenos a spracovanie údajov.
IV. Rozdiely medzi Fieldbus a Industrial Ethernet
Spôsob komunikácie
Fieldbus využíva štruktúru zbernice, ktorá spája viacero zariadení prostredníctvom jednej zbernice, aby sa uľahčila komunikácia a výmena údajov. Priemyselný Ethernet však využíva hviezdicové, kruhové alebo stromové topológie, ktoré spájajú viaceré zariadenia prostredníctvom prepínačov a podobných zariadení, aby sa umožnila komunikácia a výmena údajov.
Rýchlosť komunikácie
Fieldbus typicky využíva sériovú komunikáciu s relatívne nízkou rýchlosťou, vo všeobecnosti pod 10 Mbps. Priemyselný Ethernet využíva paralelnú komunikáciu s vyššími rýchlosťami, zvyčajne 100 Mbps alebo viac. To poskytuje priemyselnému Ethernetu výhody pri spracovávaní veľkých objemov dát a vysokorýchlostných{4}}aplikáciách riadenia.
Možnosť{0}reálneho času
Systémy Fieldbus zvyčajne vykazujú vysoký výkon v{0}}reálnom čase, čím spĺňajú-požiadavky priemyselnej automatizácie na riadenie v reálnom čase. Priemyselný Ethernet má však relatívne slabšie možnosti v-reálnom čase a často vyžaduje špecializované technológie a protokoly na zvýšenie výkonu v-reálnom čase. S technologickým pokrokom a optimalizáciou protokolov sa však možnosti priemyselného Ethernetu v reálnom čase neustále zlepšujú.
Objem dát
Fieldbus systémy sú zvyčajne vhodné pre aplikácie s menšími objemami dát, zatiaľ čo priemyselný Ethernet je vhodnejší pre scenáre zahŕňajúce väčšie objemy dát. V rámci systémov priemyselnej automatizácie sa objemy údajov neustále zvyšujú a požiadavky v reálnom{1}}čase sú čoraz prísnejšie, a tým sa rozširuje aj rozsah aplikácií priemyselného Ethernetu.
Topológia
Fieldbusové systémy zvyčajne využívajú zbernicovú topológiu s relatívne jednoduchou štruktúrou. Priemyselný Ethernet však využíva hviezdicové, kruhové alebo stromové topológie, ktoré sú zložitejšie. Táto komplexnosť umožňuje väčšiu flexibilitu a pohodlie pri rozširovaní alebo modernizácii systémov priemyselného Ethernetu.
V. Záver
Fieldbus aj priemyselný Ethernet sú životne dôležité komunikačné technológie v priemyselnej automatizácii. Každý z nich má odlišné vlastnosti a výhody, ktoré vyhovujú rôznym aplikačným scenárom a požiadavkám. Pri výbere komunikačnej technológie je potrebné komplexne zvážiť potreby konkrétnej aplikácie, rozsah systému, objem údajov a-požiadavky na výkon v reálnom čase. Ako sa technologický pokrok a aplikácie prehlbujú, fieldbus a priemyselný Ethernet budú naďalej zohrávať významnú úlohu v priemyselnej automatizácii.