I. Introducció
En el camp de l'automatització industrial, la selecció de tecnologia de comunicació té un impacte crític en el rendiment, la fiabilitat i el cost del sistema. El bus de camp i l'Ethernet industrial són dues tecnologies de comunicació d'ús habitual que tenen funcions diferents en l'automatització industrial. Aquest document ofereix una introducció detallada a ambdues tecnologies i explora les seves diferències.
II. Visió general del bus de camp
Definició
Fieldbus és un bus de dades de comunicació en sèrie, digital i multipunt instal·lat entre dispositius/instruments de camp a l'àrea de procés i dispositius/sistemes de control automatitzats a la sala de control. Funciona com un sistema de xarxa i un sistema de control on els dispositius de mesura i control individuals, descentralitzats, digitals i intel·ligents serveixen com a nodes de xarxa. Aquests nodes estan interconnectats mitjançant un bus per intercanviar informació i realitzar col·lectivament funcions de control automatitzades. La tecnologia de bus de camp representa una tecnologia de comunicació de xarxa a nivell de camp-industrial que permet la comunicació digital entre dispositius de control de-nivell de camp, cosa que simbolitza la revolució digital en la comunicació d'equips de nivell-de camp industrial.
Característiques
Fieldbus ofereix una sèrie d'avantatges destacats, com ara la simplicitat, la fiabilitat i la rendibilitat{0}}. Aborda principalment la comunicació digital entre dispositius de camp, com ara instruments intel·ligents, controladors i actuadors en entorns industrials, així com la transferència d'informació entre aquests dispositius de control de camp i sistemes de control de-nivell superior. Fieldbus és un bus de dades industrial que serveix com a xarxa de comunicació de dades subjacent en l'automatització.
Tipus principals
Fieldbus inclou diversos tipus, inclosos PROFIBUS, EtherCAT, Lightbus, Interbus, CANopen, ControlNet, interfície SERCOS, Ethernet i PROFINET. Cada bus té característiques i àmbits d'aplicació únics, cosa que permet als usuaris seleccionar el tipus de bus adequat en funció de requisits específics.
III. Visió general d'Ethernet industrial
Definició
Industrial Ethernet és una xarxa d'àrea i unitat robusta basada en IEEE 802.3 (Ethernet). Aplica la tecnologia Ethernet a l'automatització industrial, proporcionant una integració perfecta en el nou món multimèdia. Industrial Ethernet no només és adequat per a entorns d'oficina, sinó que també s'aplica a l'automatització de la producció i dels processos.
Característiques
Industrial Ethernet ofereix una gran fiabilitat, un gran ample de banda, una escalabilitat fàcil, una forta interoperabilitat, una gestió còmoda i una àmplia aplicabilitat. Utilitza mecanismes de redundància i topologies de xarxa altament fiables per garantir la fiabilitat i l'estabilitat de la transmissió de dades. A més, Industrial Ethernet utilitza tecnologia de transmissió d'alta-velocitat, que ofereix capacitats ràpides de transferència i processament de dades que admeten la transmissió de dades en-en temps real i el control d'alta-velocitat. A més, Industrial Ethernet utilitza protocols de comunicació estandarditzats, que permeten que diferents dispositius es comuniquin i col·laborin sense problemes, millorant així la interoperabilitat i la compatibilitat.
Composició de la xarxa
Un entorn d'Ethernet Industrial típic inclou components de xarxa, components de connexió, mitjans de comunicació i processadors de comunicació Industrial Ethernet en controladors PLC i PG/PC. Aquests components formen col·lectivament la infraestructura Industrial Ethernet, que admet la transmissió i el processament de dades.
IV. Diferències entre bus de camp i Ethernet industrial
Mètode de comunicació
Fieldbus utilitza una estructura de bus, connectant diversos dispositius mitjançant un únic bus per facilitar la comunicació i l'intercanvi de dades. L'Ethernet industrial, però, utilitza topologies en estrella, en anell o en arbre, connectant diversos dispositius mitjançant commutadors i equips similars per permetre la comunicació i l'intercanvi de dades.
Velocitat de comunicació
El bus de camp normalment utilitza comunicació en sèrie amb velocitats relativament baixes, generalment per sota de 10 Mbps. Industrial Ethernet utilitza comunicació paral·lela amb velocitats més altes, normalment 100 Mbps o superior. Això atorga avantatges d'Ethernet Industrial per gestionar grans volums de dades i aplicacions de control d'alta-velocitat.
Capacitat-en temps real
Els sistemes de bus de camp solen mostrar un rendiment-real en temps real, satisfent les exigències de control-en temps real de l'automatització industrial. L'Ethernet industrial, però, té capacitats en temps real-relativament més febles i sovint requereix tecnologies i protocols especialitzats per millorar el rendiment-en temps real. No obstant això, amb els avenços tecnològics i les optimitzacions de protocols, les capacitats-en temps real d'Ethernet Industrial estan millorant contínuament.
Volum de dades
Els sistemes de bus de camp solen ser adequats per a aplicacions amb volums de dades més petits, mentre que Ethernet industrial és més adequat per a escenaris que impliquen volums de dades més grans. Dins dels sistemes d'automatització industrial, a mesura que els volums de dades continuen augmentant i els requisits en temps real-es fan més estrictes, l'abast d'aplicació d'Ethernet Industrial també s'està ampliant.
Topologia
Els sistemes de bus de camp solen emprar una topologia de bus, amb una estructura relativament simple. L'Ethernet industrial, però, utilitza topologies en estrella, en anell o en arbre, que són més complexes. Aquesta complexitat permet una major flexibilitat i comoditat a l'hora d'ampliar o actualitzar sistemes Ethernet industrial.
V. Conclusió
Tant el bus de camp com l'Ethernet industrial són tecnologies de comunicació vitals en l'automatització industrial. Cadascun d'ells té característiques i avantatges diferents, adaptant-se a diferents escenaris i requisits d'aplicació. A l'hora de seleccionar una tecnologia de comunicació, cal tenir en compte les necessitats específiques de l'aplicació, l'escala del sistema, el volum de dades i les exigències de rendiment-en temps real. A mesura que la tecnologia avança i les aplicacions s'aprofundeixin, el bus de camp i l'Ethernet industrial continuaran jugant un paper important en l'automatització industrial.