数据驱动深入探究CAN总线协议的多样性
在工业4.0时代,通信技术的发展为企业实现智能化和自动化提供了强有力的手段。尤其是在工业互联网的技术构架中,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成为关键。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数字式串行多点通信网络,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。开放系统互连参考模型(Open System Interconnect 简称OSI)为这些通信协议提供了一种功能结构框架。
现场总线特点与应用
由于工厂信息网络分层结构(工厂管理级、车间监控级、现场设备级),可以看出字段位于生产控制和网络机构底层,为从管理到自动化底层透明通信。实际应用中ISO/OSI七层模型被简化,以实现更低延迟更快速度,更有利于实时特性。
现已出现上个世纪80年代末至90年代初期,大型生产规模扩大引发远程I/O传输及产线内部不同设备交换需求。综合掌握多点运行参数与信息实现操作控制,但当时计算机封闭缺陷限制了互联互通。此后随着相关技术进步结合实际需求涌现各种代表性的技术如基金会FF、LONWORKS等,每种均具特定应用范围但因繁多未能形成统一标准,最终形成IEC61158标准。
二、工业以太网
工业以太网概念
最初用于办公商务,因材质选用产品强度适用性实时性可互操作本质安全等方面不能满足工业环境需,在施耐德提出的TCP/IP解决方案下产生了适用于工厂设备下的Industrial Ethernet。
工业以太网特点与应用:
优点:易于信息网络与控制网络集成快速开发广泛支持成本低廉。
实际表现:
以太网全开放数字化遵循不同厂商可轻易实现互联。
能无缝连接企业信息与控制网络形成管控一体化全开放。
硬件软硬成本低廉且受到重视支持软件环境硬件选择广泛。
通信速率高10M100M千兆10G正在研究比一般较快。
近年来Industrial Ethernet市场份额超过传统野场共享布局独立专有设施需要,而像PROFINET VNET/IP EtherCAT TCnet Modbus-IDA Powerlink EPA等影响力的实时 Industrial Ethernet逐渐流行。