你如何看懂 CAN 报文 ID一文读懂现场总线和工业以太网
随着传统制造业的智能化转型加速,工业互联网在全球范围内迅速兴起。工业互联网技术架构中,通过多种通信方式接入各种设备、系统和产品,以采集海量数据是关键。在这个背景下,本文将探讨工业底层设备的两大通讯方式:现场总线与工业以太网。
理解现场总线
回顾现场总线发展史,我们发现它出现在上个世纪末至90年代初期,当时随着生产规模扩大,工厂设备之间有了互联需求(主要为远程I/O数据传输和产线内部信息交换),人们希望通过综合掌握多点运行参数与信息实现跨点操作控制。但当时计算机系统存在封闭性问题,每个厂家的产品都是自成体系,不同厂商间无法实现互联共享网络。
实际发展中涌现众多著名的现场总线技术,如FF、HART、CAN、LONWORKS、DeviceNet、INTERBUS等,每种具有特点并形成特定应用范围。然而,由于标准不统一,最终形成了IEC61158标准,但仍未能完全解决问题,对于初学者来说定义晦涩难懂。直到看到一种简明解读,才感到豁然开朗:现场总线是一种将自动化最底层设备连接的实时控制通信网络,它遵循ISO/OSI开放系统互连参考模型。
认识工业以太网
鉴于现场总线标准不统一,有些人开始寻求新的通讯途径,这时候以太网技术映入眼帘。由于其简单性、高效性和低成本,在办公室使用占据市场主导地位。一些公司提出了基于以太网TCP/IP方案,使得Industrial Ethernet产生。这使得Industrial Ethernet成为另一种连接工厂设备的方式,与其他类型的协议栈不同,其优势在于速度快,可以满足各级控制要求,并易于升级且价格适宜。
虽然Industrial Ethernet最初设计用于办公环境,但它也被引入到了更为恶劣条件下的工厂环境中,如高温、高湿或有粉尘的情况下。此外,它采用TCP/IP协议,并兼容IEEE802.3标准,同时在应用层加入特有的协议,从而成为另一类广泛应用于工厂管理及车间监控中的信息集成领域的一部分。
综上所述,从一个角度看,Industrial Ethernet可以作为一种特殊类型的情景场景之一,而从另一个角度看,它则是对现有情况的一个补充,即便如此,对其进行研究仍然是一个不断挑战的问题,因为这需要解决如何确保即时性的问题。而目前已有一些影响力的实时 Industrial Ethernet如PROFINET, EtherCAT, Powerlink等已经取得了一定的成绩。