物品流动管理中的几种重要工业现场总线对比分析及can报文解析实例
工业以太网的增长受益于高性能设备与IT系统集成以及工业物联网的需求。据HMS发布2017年报告,工业以太网增长速度超越往年,达到了22%。其市场份额已占全球46%,较去年38%有显著提升。在通信领域,EtherNet/IP和PROFINET领先,其主导地位各自在北美和中欧地区。
实时性关键的工业以太网标准包括EPA、EtherCAT、EthernetPowerlink、PROFINET、Ethernet/IP和SERCOSIII。以下是对这些技术的一些简要比较。
首先,我们来看Ethernet/IP,它由ControlNetInternational和ODVA共同开发,是2000年3月推出的一个工业以太网标准。为了实现实时性,它采用了CIP协议,这个协议提供了面向对象的端到端数据交换方式,使得不同供应商设备能够无缝交流。此外,为了提高时钟同步精度,引入了IEEE1588并制定了CIPsync标准。
接着,我们来说说EPA。这是一个由浙江大学等单位联合制定的用于工业测量与控制系统的实时以太网标准。在ISO/IEC8802.3协议之上增加了EPA-CSME,以支持非实时数据使用CSMA/CD机制,并通过确定性的调度方式确保实时数据传输避免碰撞。
接下来是EthernetPowerlink,也称为EPL,由奥地利BR公司开发,是一个基于CANopen发展而来的解决方案。在TCP/IP协议栈上进行了扩展,并引入SCNM机制消除CSMA/CD不确定性,让网络按照固定的周期分三个时间槽进行通信,从而保证实时数据传输。
然后我们讨论PROFINET,由PI组织提出的这一标准可以实现三种类型的通信:TCP/IP标准通信及两种实时通道技术。它提供了一套对IEEE802.1D和IEEE1588进行扩展的技术方案,以及根据不同的应用要求选择不同的通道技术。
最后,我们介绍SERCOSIII,这是一项1989年的串行实时通信系统,现在已经成为国际标准IEC61491-26-1之一经历过多次更新版本,如SERCOSI,SERCOSII至今最新版为SERCOSIII,以提供更强大的通信能力支持广泛应用于制造业中的运动控制等领域需要快速准确信息交换的地方。