数据驱动深入探究CAN总线技术的核心要素
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构建中,通过车间现场设备、系统和产品之间的通讯方式来采集海量数据至关重要。目前,在工控领域,最常见的两种通讯方式是工业以太网技术和现场总线技术,这些都是推动工厂自动化发展不可或缺的一部分。本文将详细介绍两个关键网络:现场总线与工业以太网。
一、场景理解
现场总线概述
现场总线是一种数字式、串行、多点通信系统,它连接最底层的现场设备与自动化系统,全数字双向多站通信,遵循ISO/OSI开放系统互联参考模型。它位于生产控制和网络机构底层,是工厂信息纵向集成透明通信的一环,从管理层到自动化底层都能实现数据存取。
现场总线特点与应用
随着生产规模扩大,需要综合掌握多点运行参数及信息,以实现操作控制。但当时计算机存在封闭性问题,使得不同厂家的设备不能互联互通。随后出现了众多有代表性的现场总线,如FF、LONWORKS、HAPT、CAN等,每种协议各有特点,有自己的应用范围,但由于标准未统一形成了IEC61158标准。
二、实时网络探索
工业以太网概念
最初为办公自动化设计,但因无法满足工业环境需求,在适用性方面被改进为适用于工厂设备底层,以太网+TCP/IP解决方案产生了工业以太网。这是一种在工业环境中的自动化控制及过程控制中应用相关组件及技术,并采用TCP/IP协议兼容IEEE 802.3标准。
工业以太网特点与应用
优势包括全开放、高速度、高开发广泛性以及价格低廉等。在商用基础上,对于控制系统各个层次要求较高,可以使企业信息网络与控制网络无缝连接,便于硬件升级,并且易于获得众多厂商支持。实际效果表现在:
(1)Ethernet全开放,全数字可实现不同品牌设备联网。
(2)能够无缝连接企业信息网络,与传统寻址方法结合。
(3)成本低廉,有丰富软硬件选项。
(4)高速率快,比传统单片机更快,更符合现代复杂任务需求。
近年来,由于市场需求不断增长,以及对实时性能要求越发严格,一些新的实时Industrial Ethernet应运而生,如西门子的PROFINET、大连理工大学浙大中控EPA等,这些新兴标准正在逐步替代原有的非实时Industrial Ethernet,为现代智能制造带来了新的可能。