你是否真正理解现场总线和工业以太网的精髓以及Can协议帧格式是如何在这两者之间巧妙地交织呢
随着传统制造业的智能化转型,工业互联网技术正迅速在全球范围内兴起。工业互联网的核心在于通过各种通信方式连接不同设备、系统和产品,以实现海量数据的采集。本文将探讨工业底层设备两种主要通讯方式:现场总线和工业以太网。
首先,我们来回顾现场总线。它大约始于上个世纪80年代末到90年代初期,这一时期伴随着生产规模扩大和工厂设备联网需求增长。当时人们希望通过综合掌握多点运行参数与信息,实现多点信息操作控制。但由于当时计算机系统存在封闭性问题,不同厂家的产品难以互联互通,网络系统共享信息面临许多挑战。
实际发展中涌现了众多现场总线技术,如FF、HAPT、CAN、LONWORKS等,每种都有其特点并形成了特定的应用范围。然而,由于使用协议差异巨大,至今仍未能形成统一标准,最终形成了IEC61158标准。此外,对初学者来说,即使是百度百科或国际电工委员会给出的定义,也常常显得晦涩难懂。不过,一些新的解读如将其视为自动化最底层之间实时控制通信网络,便更易理解。
从学习角度出发,可以从两个方面认识现场总线:首先,它位于生产控制和网络机构的底层,是工厂底层设备之间的通信网络;其次,它基于ISO/OSI七层模型,但通常会简化以实现更低延迟、高速度及实时性。
接下来,我们走进工业以太网。在寻求新型工业通讯解决方案后,以太网技术吸引了人们注意。这是一种简单易用且价格合理的技术,在办公室环境中广泛应用。一些公司提出了基于以太网及TCP/IP协议栈的解决方案,从而产生了“工业以太网”。
尽管最初设计为办公自动化,但Industrial Ethernet(IE)适用于高温、防尘等恶劣环境,并采用TCP/IP协议及IEEE802.3兼容标准。在应用层添加自家特有的协议,使得它也成为了另一种类型的情景总线之一——与各类现场总线一样,都有自己独特之处。
Industrial Ethernet不仅适用于信息管理,还广泛应用于工厂管理与车间监控领域,其最大优势在于能够满足不同控制级别要求,并促进企业信息网络与控制网络整合。虽然 Industrial Ethernet 是一个非确定性的随机网络,因而一直被认为不能胜任高速实时数据通信任务,但近年来已取得了一定程度上的改善,如PROFINET, EtherCAT, Powerlink 等流行的Real-time Industrial Ethernet 技术已经开始提供一定程度上的可靠性保证。
综上所述,从传统场景下的现场总线向越来越普遍的Industrial Ethernet 的演变过程可以看出,无论是哪一种方法,都在不断地适应未来更加复杂但又需要高效率工作环境下的需求。而这一切都是为了让我们的世界变得更加智能,更具备灵活性以及更强大的创新能力。