Kako nivo industrijske automatizacije nastavlja da raste, važnost tehnologije industrijskih autobusa postaje sve očiglednija. Kao jedna od ključnih tehnologija u industrijskom sektoru, industrijske sabirnice igraju vitalnu ulogu u omogućavanju efikasne komunikacije i razmjene podataka između uređaja. Industrijska magistrala se odnosi na skup zajedničkih signalnih linija koje se koriste za prijenos informacija i olakšavanje komunikacije između modula; pod kontrolom glavnog uređaja, služi kao put za prenošenje informacija do određenog prijemnog uređaja.
Na osnovu svoje lokacije, autobusi se mogu podijeliti na eksterne autobuse, interne autobuse i na{0}}čip autobuse. Uobičajene eksterne magistrale uključuju RS-232, RS-485, USB i CAN (Slika 1); uobičajene interne magistrale uključuju HT, I²C i SPI (slika 2); a zajedničke sistemske magistrale uključuju sabirnice podataka, kontrolne sabirnice i adresne sabirnice.
External Bus
Interna sabirnica
Uobičajeni industrijski autobusi
CAN Bus
CAN (Controller Area Network) je serijski komunikacijski protokol standardiziran od strane ISO. CAN sabirnica je protokol za serijsku komunikaciju podataka koji je razvio Bosch iz Njemačke ranih 1980-ih kako bi olakšao razmjenu podataka među brojnim sistemima za kontrolu i testiranje u modernim automobilima. To je više{3}}master magistrala koja može koristiti upredeni-kabl, koaksijalni kabel ili optičko vlakno kao komunikacijski medij. Maksimalna brzina komunikacije može doseći 1 Mbps.
EtherCAT autobus
EtherCAT (Ethernet za tehnologiju automatizacije upravljanja) je industrijski Ethernet komunikacioni protokol visokih-učinaka dizajniran posebno za-industrijske sisteme upravljanja u stvarnom vremenu. Uveden 2003. godine od strane Beckhoff Automation iz Njemačke, to je otvoreni međunarodni standard.
U EtherCAT mreži podaci se prenose kroz prstenastu ili linearnu topologiju mreže. Svaki slave uređaj čita podatke koji su mu potrebni i zatim odmah prosljeđuje paket podataka sljedećem slave-u; ovaj proces se naziva "obrada u hodu".
ProfiNet Bus
ProfiNet je napredni komunikacioni sistem koji podržava distribuiranu automatizaciju, razvijen od strane Siemens-a i Udruženja korisnika ProfiBus. ProfiNet=ProfiBus + Ethernet; prilagođava ProfiBus master{3}}slave arhitekturu Ethernetu i predstavlja standard sabirnice za automatizaciju zasnovan na industrijskoj Ethernet tehnologiji. Ne samo da podržava različite topologije, olakšavajući integraciju i proširenje sistema, već je i kompatibilan sa postojećim Ethernet interfejsima i protokolima; Ne samo da omogućava kontrolu-u realnom vremenu proizvodnih linija, već i pruža usluge podataka na webu i oblaku putem TCP-a.
Modbus autobus
Modbus komunikacioni protokol izumio je Modicon 1979. godine i bio je jedan od najranijih bus protokola korištenih u industrijskim okruženjima. Postoji više verzija Modbus komunikacionog protokola, a najčešće se koriste Modbus RTU, Modbus ASCII i Modbus TCP.
Razmatranja
Da bi se zadovoljili različiti zahtjevi različitih scenarija primjene, moraju se razjasniti sljedeći faktori:
① Zahtjevi pravovremenosti: Odaberite industrijsku magistralu sa velikom-mogućnošću prijenosa na osnovu zahtjeva pravovremenosti za prijenos informacija tokom proizvodnog procesa. Neke uobičajene- industrijske magistrale velike brzine uključuju EtherCAT, Profinet i EtherNet/IP. Ove magistrale imaju nisku latenciju i visoku propusnost, što ih čini pogodnim za scenarije sa zahtjevima za velikom brzinom komunikacije.
② Zahtjevi za volumen podataka i realno-vrijeme: Odabir odgovarajuće industrijske magistrale zahtijeva razmatranje količine podataka i zahtjeva u stvarnom-vremenu. Neke magistrale, kao što su CAN i DeviceNet, su pogodne za scenarije sa malim količinama podataka i niskim zahtjevima u stvarnom-vremenskom vremenu, dok su Modbus i ProfiBus pogodni za scenarije sa umjerenim obimom podataka i višim zahtjevima u stvarnom vremenu-.
③ Pouzdanost i tolerancija grešaka: Razmotrite potencijalne rizike u industrijskom okruženju, kao što su smetnje i kvarovi opreme. Na primjer, ControlNet magistrala nudi robusne{1}}mogućnosti tolerancije grešaka, što je čini pogodnom za scenarije koji zahtijevaju visoku pouzdanost. Nadalje, određene magistrale, kao što su EtherCAT i ProfiNet, imaju automatsku detekciju i mogućnosti samoiscjeljenja, osiguravajući pouzdanu komunikaciju.
④ Fleksibilnost i interoperabilnost: da li sistem treba da komunicira sa više uređaja i opreme različitih proizvođača je još jedan faktor koji treba uzeti u obzir. Neke industrijske magistrale, kao što su Modbus i OPC UA, nude odličnu interoperabilnost i kompatibilnost uređaja, što ih čini dobro-prikladnim za scenarije koji zahtijevaju komunikaciju sa više uređaja.
Koraci procesa
Prije odabira odgovarajućeg industrijskog autobusa, preporučuje se da slijedite ove korake:
① Analiza zahtjeva: Sveobuhvatno razmotrite proizvodni proces, zahtjeve za opremom i druge specifične potrebe kako biste razjasnili specifične karakteristike koje se zahtijevaju od industrijskog autobusa.
② Istraživanje tržišta: Steknite detaljno razumijevanje karakteristika, scenarija primjene, tržišnog udjela i troškova različitih industrijskih autobusa. Informacije se mogu dobiti čitanjem relevantnih izvještaja, posjećivanjem industrijskih sajmova i savjetovanjem sa profesionalcima.
③ Procjena dobavljača: Kontaktiranje različitih dobavljača industrijskih autobusa pomoći će vam da bolje razumijete performanse, tehničku podršku i druge usluge koje svaki nudi.
④ Tehnička validacija: Kroz praktičnu validaciju i testiranje, uporedite performanse i pouzdanost različitih industrijskih magistrala unutar sistema (na osnovu metrika kao što su ciklus prenosa magistrale, ciklus takta, radna frekvencija i širina magistrale) da biste odabrali optimalno rešenje.
Points to Note
Nakon odabira odgovarajućeg industrijskog autobusa, obratite pažnju na sljedeće aspekte:
① Kompatibilnost uređaja: Osigurajte da su uređaji kompatibilni s odabranom industrijskom magistralom i podržavaju odgovarajuće komunikacijske protokole.
② Topologija: Odaberite odgovarajuću topologiju magistrale-kao što je sabirnica, zvijezda, drvo ili prsten-na osnovu sistemskih zahtjeva.
③ Efikasno održavanje: Razumjeti procedure održavanja i rješavanja problema za industrijsku sabirnicu, te planirati i upravljati mrežom industrijskih sabirnica na odgovarajući način kako bi se osigurala stabilna i pouzdana komunikacija.
Konačno, prilikom odabira industrijskog autobusa, uzmite u obzir dugoročno-planiranje i skalabilnost kako biste izbjegli česte zamjene i nadogradnje.