数据驱动深入浅出理解总线技术与现场总线工业以太网

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  • 2024年12月30日
  • 在工业4.0时代,各种通信技术的蓬勃发展为企业实现智能化和自动化带来了诸多可能。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有力推动。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 现场总线的概念

数据驱动深入浅出理解总线技术与现场总线工业以太网

在工业4.0时代,各种通信技术的蓬勃发展为企业实现智能化和自动化带来了诸多可能。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有力推动。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

现场总线的概念

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的全数字、双向、多站的通信系统。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。

现场总林特点与应用

现场总林大致出现在上个世纪80年代末到90年代初期。当时,由于生产规模扩大,工厂设备需要互联,以综合掌握多点运行参数及信息,并实现操作控制。但受制于当时技术水平,以及计算机系统封闭性问题,不同厂商之间无法实现互联共享信息。

随着相关技术发展,并结合实际需求,如基金会现场本FF、LONWORKS等涌现出许多有代表性的标准,但由于种类繁多且协议不统一,最终形成了一个IEC61158标准下的多种类型。

二、Industrial Ethernet (Industrial 以太网)

工业以太网概念

由于字段中的标准化制定存在难度,人们寻求新的通讯方法,这时候以太网出现。在1970年代由IEEE提出的局域网络(LAN)产品组成,以简易、高开放性低廉价格而广泛应用于办公室环境。

工业以太网特点与应用

Industrial Ethernet 是指在 industrial 环境下使用 TCP/IP 协议进行 automation 和 control 的解决方案,它基于 IEEE 802.3 标准兼容,同时引入了一些自定义 protocol 用于适应 industrial 环境要求。

最大的优势是能够满足控制系统各个层次要求,使得企业信息网络可以整合到一个单一网络中速度快开发范围广成本低廉容易获得众多供应商支持。

(1)Ethernet 全部开放,全数字,因此不同品牌可轻易交换。(2)能无缝连接企业级管控使得整个网络成为统一开放平台。(3)软硬件成本较低,因为已经成熟且受到大量支持。(4)速率高,从10M,100M 到千兆及更高速率都被逐步采用。

当前市场份额已经超过传统工程保护功能,即使需要独立布置物理设施也能达到目的。正如办公室管理器使用信息处理一样如此重要,所以 Industrial Ethernet 在 factory management 和 field monitoring 中变得越来越流行。