1 Vad är bussprotokollet?
Fieldbus (Fieldbus) är slutet av 1980 -talet, början av 1990 -talet internationell utveckling av bildandet av FieldBus Technology för processautomation, tillverkningsautomation, byggande automatisering och andra områden inom området för intelligent utrustningsförbindelse. Det fungerar som grunden för fabrikens digitala kommunikationsnätverk och kommunicerar mellan produktionsprocesser och kontrollenheter och deras anslutning till högre kontroll- och hanteringsnivåer. Det är inte bara ett gräsrotsnätverk, utan också ett öppet, nytt fullt distribuerat kontrollsystem. Denna intelligenta avkänning, kontroll, dator, digital kommunikation och annan teknik som huvudinnehållet i den integrerade tekniken, har fått världsomspännande uppmärksamhet, blivit en het plats för utvecklingen av automatiseringsteknologi och kommer att leda till en djup förändring i strukturen för automatiseringssystemet och utrustningen. Arbetsmiljön för FieldBus-utrustning är längst ner i processutrustningen, eftersom det grundläggande kommunikationsnätverket för fabriksutrustningsnivå, det krävs att ha egenskaperna för enkelt protokoll, stark feltolerans, god säkerhet och låg kostnad: Det har en viss grad av tidssäkerhet och höga realtidskrav, och det har också egenskaperna hos stabila nätverksbelastning, de flesta är korta ramöverföring och ofta informationsutbyte. På grund av ovanstående egenskaper har fältbussystem från nätverksstruktur till kommunikationsteknik, olika höghastighetsdatakommunikationsnätverkegenskaper.
För närvarande finns det mer än 40 slags fältbussar i den internationella arenan, men det finns ingen fältbuss som kan täcka alla applikationsytor, beroende på storleken på dess överföringsdata kan delas in i tre kategorier: sensorbuss (sensorbus), som tillhör bitöverföringen; enhetsbuss (enhetsbus), tillhörande byte -transmissionen; Fältbuss, som tillhör överföringen av dataströmmen.
FieldBus Technology för att förverkliga en viktig fråga är att bilda en tillverkare i automatiseringsbranschen för att följa de tekniska standarderna för FieldBus -kommunikationsprotokoll, tillverkare kan föds i enlighet med standardprodukterna, systemintegratorer kan vara i enlighet med standarderna för olika produkter för att bilda ett system. Detta väcker frågan om Fieldbus -standarder.
Internationellt kända automatiseringsprodukter och tillverkare av fältutrustning, medvetna om FieldBus -tekniken är den framtida utvecklingsriktningen, har bildat en allians av företag, införandet av sina egna busstandarder och produkter på marknaden för att odla användare, utöka påverkan och aktivt stödja International Standards Organization för att utveckla Fieldbus International Standards. Huruvida de kan göra sina egna busstekniska standarder i de framtida internationella standarderna har en stor del av komponenterna, förhållandet mellan företagets relaterade produkter, framtiden för användarens förtroende och företags rykte. Och historisk erfarenhet har visat att internationella standarder är baserade på en eller flera framgångsrika tekniker på marknaden. Därför återspeglar de stora internationella företagen inom utvecklingen av Fieldbus International Standards i tävlingen, vilket återspeglar företagets ledande position i tekniktävlingen, men kommer i slutändan att komma till konkurrensens marknadsstyrka. FieldBus Tänk på utgångspunkten:
Fältkommunikationsnätverk, fältenhet Inter, interoperabilitet, decentraliserat funktionsblock, kommunikationslinje strömförsörjning, öppet samtrafiknätverk
2 Egenskaper för fältbus
1, förbättrad informationsintegrationsfunktioner på fältnivå
FieldBus kan få en stor mängd rik information från fältutrustningen för att bättre uppfylla kraven i Factory Automation och CIMS System Information Integration. FieldBus är ett digitalt kommunikationsnätverk, det ersätter inte bara 4-20 MA -signalen, utan också för att uppnå status för utrustning, fel, parameterinformationsöverföring. Förutom att slutföra fjärrkontroll kan systemet också slutföra fjärrparametreringsarbetet. Systemet kan också utföra fjärrparametreringsarbete utöver fjärrkontroll.
2, öppen, interoperabilitet, utbytbarhet, integrerbarhet.
Så länge produkterna från olika tillverkare använder samma busstandard är de interoperabla och utbytbara, så utrustningen har god integrerbarhet. Systemet är öppet, vilket gör att andra tillverkare till sin egen expertis inom kontrollteknik, såsom kontrollalgoritmer, processer, formuleringar etc. integrerade i ett gemensamt system, därför kommer marknaden att ha många branschorienterade funktioner i övervakningssystemet.
3, systemet är mycket tillförlitligt och underhållbart
FieldBus-baserat automatiseringssystem använder en bussanslutning istället för en-till-en I/O-ledningar, för storskaliga I/O-system, vilket minskar den opålitlighet som orsakas av ledningspunkterna. Samtidigt har systemet online feldiagnos, larm och postfunktion för fältnivåutrustning och kan slutföra fjärrparameterinställningen och modifieringen av fältutrustning och annat parametreringsarbete, vilket också förbättrar systemets underhållbarhet.
4, minskade system- och teknikkostnader
För storskaliga, storskaliga I/O-distribuerat system, eliminerar ett stort antal kablar, I/O-moduler och kabellagningskostnader, vilket minskar system- och teknikkostnaderna.
3 General Fieldbus Network Structure
FieldBus-protokollet är baserat på ISO-referensmodulen (OSI-RM) för öppen systemanslutning. Emellertid används endast skikt 1, 2 och 7, och skikt 3 till 6 används inte på grund av realtidsöverväganden. Samtidigt placeras det nyligen definierade användarskiktet ovanför applikationslagret.
Skikten definieras på följande sätt
Skikt 1:Fysiskt lager definierar kommunikationsmediet för fältbus, dvs alternativ till 4-20 MA -standarden.
Skikt 2:Datalänkskiktet används för att övervaka kommunikationen som sker mellan enheterna och för att upptäcka kommunikationsfel.
Skikt 3:Applikationslagret standardiserar kommunikationsdataformatet för att bilda information som kan tolkas av alla nätverksenheter för processkontroll och för att tillhandahålla ett gränssnitt till användarlagret.
Skikt 4:Användarskiktet är associerat med ett separat växtområde och ger miljön för ytterligare tillämpningar. Det har ett gränssnitt till kontrollfunktioner på högre nivå.
4 Profinet
Kommunikationen mellan Profinet -nätverket och externa enheter realiseras med hjälp av Profinet
Profinet IO definierar kommunikationsfunktionerna för de fältanslutna externa enheterna och baseras på realtidskonceptet för kaskad. Profinet IO definierar komplett datautbyte, parametrering och diagnostiska funktioner mellan styrenheter (enheter med "masterfunktion") och andra enheter (enheter med "slavfunktion") Profinet IO är utformat för att tillhandahålla snabb dataöverföring mellan Ethernet-anslutna enheter och stöder leverantörsmodellen. Enheter som stöder PROFIBUS-kommunikationsprotokollet kan sömlöst anslutas till Profinet-nätverket utan behov av en IO-proxy. Enhetsutvecklare kan använda kommersiellt tillgängliga Ethernet-styrenheter för att utveckla Profinet-IO-enheter.
Profinet IO är lämplig för system med nätverkscykeltider på flera MS.
Profinet IO -system inkluderar följande typer av enheter:
IO -styrenheter, som styr automatiseringsarbetets arbetsarbete.
IO -enheter, vanligtvis fältenheter, styrs och övervakas av IO -styrenheten. En IO-enhet kan bestå av flera moduler eller undermoduler.
En IO -skärm är en bit PC -programvara som kan ställa in parametrar och diagnostisera statusen för enskilda moduler.
Profinet IO upprättar en applikationsrelation (AR) mellan IO -styrenheten och IO -enheten, som definierar kommunikationsrelationer (CR) med olika egenskaper såsom parameteröverföring, cyklisk datautbyte och varningshantering.
Egenskaperna för en IO -enhet beskrivs av enhetstillverkaren i GSD -filen (allmän stationsbeskrivning) i GSDML (GSD Markup Language), som ger PC -övervakningsprogramvaran den grundläggande information som behövs för att planera Profinet -konfigurationer.
5 CCLINK
CClink har tre olika bussar: CClink, CClink IE, CC-Link IE Field Basic, vi stöder bara CC-Link IE Field Basic. CClink liknar 485 Twisted-Pair, dvs är Gigabit Ethernet, kan inte gå till normal TCP, dvs Basic är standard Ethernet.
CC-LINK (kontroll- och kommunikationslänk, kontroll- och kommunikationslänksystem), är Mitsubishi Electrics nyligen lanserade Open FieldBus, dess datakraft, kommunikationshastighet multi-nivå valbar, och det är ett enhetsskiktbaserat nätverk, men kan också täcka den högre nivån på kontrollskiktet och den lägre nivån på avkänningsskiktet. I allmänhet kan CC-Link Whole Layer-nätverk bestå av 1 master och 64 slavar. Mästaren i nätverket ageras av PLC, och slavarna kan vara avlägsna I/O-moduler, specialfunktionsmoduler, lokala stationer med CPU och PLC, human-maskingränssnitt, frekvensomvandlare och alla typer av mätinstrument, ventiler och andra fältinstrumentanordningar.
Slavstationen kan vara avlägsen I/O -modul, specialfunktionsmodul, lokal station med CPU och PLC, HMI, inverterare och olika mätinstrument, ventiler och andra fältinstrumentationsanordningar. CC-Link har en höghastighetsdataöverföringshastighet på upp till 10 MB/s. Det underliggande kommunikationsprotokollet för CC-Link är en höghastighetsöverföringshastighet. Det underliggande kommunikationsprotokollet för CC-Link följer Rs 485, och i allmänhet antar CC-Link huvudsakligen sändnings-polling-metoden för kommunikation, CC-Link stöder också omedelbar kommunikation mellan masterstation, lokal station och intelligent enhetsstation.
I juli 2005 godkändes CC-Link av China National Standards Committee som vägledande tekniska dokument från China National Standards.
CC-Link Network har perfekta RAS (tillförlitlighet, tillgänglighet, servicebarhet). CC-Link Network har perfekta RAS (tillförlitlighet, tillgänglighet, serviceabilitet), dvs automatisk avkastning, avstängd slav, feldetektering med länkrelä/register.
6 Ethernetip
Ethernet/IP är ett industriellt applikationslagerprotokoll för industriella automatiseringsapplikationer. Det är byggt ovanpå standard TCP/IP -protokollet och använder fast Ethernet -hårdvara och programvara för att definiera ett applikationslagerprotokoll för att konfigurera, komma åt och kontrollera industriella automatiseringsenheter.
Ethernet/IP delar Ethernet -noder i fördefinierade enhetstyper på ett speciellt sätt. Ethernet/IP -applikationslagerprotokollet är baserat på kontroll- och informationsprotokollskiktet (CIP) och tillhandahåller ett sömlöst integrerat system från industriomgolvet till företagsnätverket. Ethernet/IP använder alla traditionella Ethernet -protokoll och är byggda ovanpå standard Ethernet -tekniken, detta innebär att Ethernet/IP fungerar transparent med alla aktuella standard Ethernet -enheter. Ännu viktigare är att det faktum att Ethernet/IP är byggt på en standard Ethernet -teknikplattform säkerställer att den förstnämnda kommer att utvecklas när den senare utvecklas. Pro-Ethernet/IP-communityn arbetar för att producera en omfattande och robust standard, och arbetet med Ethernet/IP görs av flera distributörer, inklusive anpassade specifikationer och omfattande tester i ackrediterade testlabor.
7 Ethercat
EtherCAT (Ethernet Control Automation Technology) är en öppen arkitektur, Ethernet-baserad fältbussystem, vars namn CAT är en förkortning för kontrollautomationsteknik. Ethercat är ett deterministiskt industriellt Ethernet, först utvecklat av Beckhoff i Tyskland.
EtherCAT stöder alla enhetsanslutningstopologier som linjär, träd, ring och stjärna, och de fysiska medierna kan vara antingen 100Base-TX-standard Ethernet-kablar eller fiberoptiska kablar. Med 100Base-TX-kablar kan avståndet mellan stationerna vara upp till 100 m. Upp till 65 535 enheter kan anslutas till hela nätverket. Hela nätverket kan ansluta upp till 65 535 enheter. En master-slavringstruktur bildas med hjälp av snabb Ethernet-kommunikationsteknik för full duplex.