数据驱动深入探究工业总线类型的核心要素

  • 科研动态
  • 2024年12月30日
  • 在工业4.0时代,通信技术的快速发展为企业实现智能化和自动化提供了强大支持。尤其是在工业互联网的技术架构中,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,对工厂实现自动化起到了关键作用。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,为工厂带来有力的推动。本文将介绍两种通讯方式:现场总线和工业以太网。 一、现场总线 现场总线概念

数据驱动深入探究工业总线类型的核心要素

在工业4.0时代,通信技术的快速发展为企业实现智能化和自动化提供了强大支持。尤其是在工业互联网的技术架构中,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,对工厂实现自动化起到了关键作用。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,为工厂带来有力的推动。本文将介绍两种通讯方式: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。它连接最底层的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,以替代传统模拟信号及普通开关量信号传输,并遵循ISO/OSI开放系统互联参考模型全部或部分通信协议。

现场总线特点与应用

根据工厂信息网络分层结构(管理级、监控级、设备级),可以看出,它位于生产控制和网络机构底层,是从管理到自动化底层数据存取透明性的纵向集成。在实际应用中,由于ISO模型只是一个参考,不同种类协议栈区别较大,以简化七层模型实现更低延迟、高速度、高实时性。

现有众多代表性的标准,如基金会FF、LONWORKS等,每个拥有特定的应用范围,但由于种类繁多,最终形成了IEC61158标准。但由于标准制定存在难度,人们开始寻求新的通讯出路——以太网技术。

二、工业以太网

工业以太网概念

最初设计为办公局域网(LAN)产品组,但因其简单性好、价格低廉等特点,在商务市场占据重要地位。在考虑到材质选用、新环境适应性及实时性后,将其引入至工厂设备底层,即产生了Industrial Ethernet。

工业以太网特点与应用

采用TCP/IP协议,与IEEE 802.3兼容,加上特有协议进行通信,其优势在于:

可满足各种控制要求,使得信息网络与控制网络能够无缝连接。

实现全开放全数字,无需专门布线设施。

通信速率高,可选择10M/100M千兆甚至10Gbps速率。

近年来,由于成本效益高,其市场份额超过传统字段本身。西门子PROFINET、三菱YokogawaVNET/IP等成为影响力大的实时Industrial Ethernet之一。

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