数据驱动浅解CAN通信协议现场总线与工业以太网简析

  • 科研动态
  • 2024年12月30日
  • 在工业4.0时代,各种通信技术的迅猛发展为企业实现智能化和自动化带来了巨大的可能。尤其是在工业互联网的技术构架中,需要通过车间现场各类通讯方式接入不同设备、系统和产品,采集并上传海量数据。目前,在工控领域,车间现场应用最广泛的是工业以太网技术和工业现场总线技术,为工厂实现自动化带来强有力的推动。本文将介绍工业底层设备的两种通讯方式:现场总线和工业以太网。 一、现场总线 现场总线概念

数据驱动浅解CAN通信协议现场总线与工业以太网简析

在工业4.0时代,各种通信技术的迅猛发展为企业实现智能化和自动化带来了巨大的可能。尤其是在工业互联网的技术构架中,需要通过车间现场各类通讯方式接入不同设备、系统和产品,采集并上传海量数据。目前,在工控领域,车间现场应用最广泛的是工业以太网技术和工业现场总线技术,为工厂实现自动化带来强有力的推动。本文将介绍工业底层设备的两种通讯方式:现场总线和工业以太网。

一、现场总线

现场总线概念

现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线,是自动化领域中底层数据通信网络,连接最底层的现场和现场智能仪表设备以及自动化系统全数字双向多站通信系统。它遵循ISO/OSI开放系统互联参考模型(Open System Interconnect 简称OSI)的全部或部分通信协议。

现场总线特点与应用

我们可以这样理解:

根据工厂自动化信息网络分层结构(工厂管理级、车间监控级、生产控制及网络机构),可知现场bus位于生产控制及网络机构底层,是工厂信息纵向集成透明性好处。

现场bus基于ISO/OSI七层模型,并且可以少于七层。实际应用中,将ISO模型作为参考,不同类型设施协议栈区别较大,以实现更低延迟速度,更适合实时特性。

二、工业以太网

工业以太网概念

由于现场bus标准制定存在一定难度,人们开始寻求新的解决方案,这时候以太网技术出现在视野之中。最初用于办公环境,其后符合IEEE 802.3实施了标准,现在指符合IEEE 802.3局域网(LAN)产品组件。这项技术因其简单性好、高效性价格便宜等特点,在办公商务上市场占有率非常高,但没有考虑到生产环境需求,因此引入了适用于工作站中的Industrial Ethernet。

工业以太net特点与应用:

工业以太net优势在于能满足控制系统各个要求,使得企业信息网络及控制网络统一,便于集成;速率快,可开发广泛硬件升级范围广成本低廉易获得众多支持。

通信速率高随着复杂情况增多10M100M快速E-net出现千兆E-net也逐渐成熟10G-E-net正在研究,其速率远超现世bus。

近年份额超过传统现世bus需独立专用布置设施正如E-net适合信息管理处理一样Industrial E-net在工管监控等集成领域亦广泛使用。

目前影响力较大的实时 Industrial E-net包括西门子的PROFINET横河Yokogawa 的VNET/IP倍福EtherCAT东芝Toshiba 的TCnet施耐德Modbus-IDABegairePowerlink浙大中控EPa等

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