I. Sissejuhatus
Tööstusautomaatika valdkonnas on kommunikatsioonitehnoloogia valikul kriitiline mõju süsteemi jõudlusele, töökindlusele ja kuludele. Fieldbus ja Industrial Ethernet on kaks tavaliselt kasutatavat sidetehnoloogiat, mis mängivad tööstusautomaatikas selgelt eristatavat rolli. See artikkel tutvustab üksikasjalikult mõlemat tehnoloogiat ja uurib nende erinevusi.
II. Väljasiini ülevaade
Definitsioon
Fieldbus on jada-, digitaalne, mitmepunktiline andmeside siin, mis on paigaldatud protsessipiirkonna väliseadmete/instrumentide ja juhtimisruumi automatiseeritud juhtimisseadmete/süsteemide vahele. See toimib võrgu- ja juhtimissüsteemina, kus individuaalsed, detsentraliseeritud, digitaalsed ja intelligentsed mõõtmis- ja juhtimisseadmed toimivad võrgusõlmedena. Need sõlmed on siini kaudu omavahel ühendatud, et vahetada teavet ja täita ühiselt automatiseeritud juhtimisfunktsioone. Väljasiinitehnoloogia esindab tööstusvaldkonna-tasandi võrgukommunikatsioonitehnoloogiat, mis võimaldab digitaalset sidet välja-tasandi juhtimisseadmete vahel, sümboliseerides digitaalset revolutsiooni tööstusvaldkonna-tasemel seadmete sides.
Omadused
Fieldbus pakub mitmeid silmapaistvaid eeliseid, sealhulgas lihtsus, töökindlus ja kulu{0}}efektiivsus. See käsitleb peamiselt digitaalset sidet väliseadmete, nagu intelligentsed instrumendid, kontrollerid ja täiturmehhanismid tööstuslikes seadetes, ning teabeedastust nende väljajuhtimisseadmete ja kõrgemal{2}}taseme juhtimissüsteemide vahel. Fieldbus on tööstuslik andmesiin, mis toimib automatiseerimise aluseks oleva andmesidevõrguna.
Peamised tüübid
Fieldbus hõlmab mitut tüüpi, sealhulgas PROFIBUS, EtherCAT, Lightbus, Interbus, CANopen, ControlNet, SERCOS-liides, Ethernet ja PROFINET. Igal siinil on ainulaadsed omadused ja rakendusalad, mis võimaldavad kasutajatel valida konkreetsete nõuete alusel sobiva siinitüübi.
III. Tööstusliku Etherneti ülevaade
Definitsioon
Tööstuslik Ethernet on IEEE 802.3-l (Ethernet) põhinev tugev ala- ja üksusevõrk. See rakendab Etherneti tehnoloogiat tööstusautomaatikale, pakkudes sujuvat integreerumist uude multimeediumimaailma. Tööstuslik Ethernet ei sobi mitte ainult kontorikeskkonda, vaid ka tootmise ja protsesside automatiseerimiseks.
Omadused
Tööstuslik Ethernet pakub suurt töökindlust, suurt ribalaiust, hõlpsat mastaapsust, tugevat koostalitlusvõimet, mugavat haldust ja laialdast rakendatavust. Andmeedastuse usaldusväärsuse ja stabiilsuse tagamiseks kasutab see koondamismehhanisme ja väga töökindlaid võrgutopoloogiaid. Lisaks kasutab Industrial Ethernet kiiret-edastustehnoloogiat, pakkudes kiiret andmeedastus- ja töötlemisvõimalusi, mis toetavad reaalajas-andmeedastust ja kiiret{4}}juhtimist. Lisaks kasutab Industrial Ethernet standardiseeritud sideprotokolle, mis võimaldab erinevatel seadmetel sujuvalt suhelda ja koostööd teha, parandades seeläbi koostalitlusvõimet ja ühilduvust.
Võrgu koostis
Tüüpiline tööstusliku Etherneti keskkond sisaldab võrgukomponente, ühenduskomponente, sidemeediume ja tööstuslikke Etherneti sideprotsessoreid PLC-kontrolleritel ja PG/PC-del. Need komponendid moodustavad ühiselt tööstusliku Etherneti infrastruktuuri, mis toetab andmeedastust ja -töötlust.
IV. Erinevused väljasiini ja tööstusliku Etherneti vahel
Suhtlemismeetod
Fieldbus kasutab siinistruktuuri, mis ühendab mitu seadet ühe siini kaudu, et hõlbustada sidet ja andmevahetust. Tööstuslik Ethernet kasutab aga tähe-, rõnga- või puutopoloogiat, ühendades mitu seadet lülitite ja sarnaste seadmete kaudu, et võimaldada sidet ja andmevahetust.
Suhtluskiirus
Väljasiin kasutab tavaliselt suhteliselt madala kiirusega jadasidet, tavaliselt alla 10 Mbps. Tööstuslik Ethernet kasutab paralleelset sidet suurema kiirusega, tavaliselt 100 Mbps või rohkem. See annab tööstusliku Etherneti eelised suurte andmemahtude ja kiirete{4}}juhtimisrakenduste haldamisel.
Reaalajas-võimalus
Väljasiinisüsteemidel on tavaliselt tugev reaalajas{0}}jõudlus, mis vastab tööstusautomaatika reaalajas{1}}juhtimise nõuetele. Tööstuslikul Ethernetil on aga suhteliselt nõrgemad reaalajas-jõudlused ja reaalajas jõudluse suurendamiseks on sageli vaja spetsiaalseid tehnoloogiaid ja protokolle. Sellegipoolest paranevad tänu tehnoloogilistele edusammudele ja protokollide optimeerimisele tööstusliku Etherneti reaalajas{6}}võimalused pidevalt.
Andmemaht
Väljasiinisüsteemid sobivad tavaliselt väiksema andmemahuga rakenduste jaoks, samas kui Industrial Ethernet sobib paremini suuremate andmemahtudega stsenaariumide jaoks. Kuna andmemahud kasvavad jätkuvalt ja reaalajas{1}}nõuded karmistuvad, laieneb tööstuslike automatiseerimissüsteemide puhul ka tööstusliku Etherneti rakendusala.
Topoloogia
Väljasiinisüsteemid kasutavad tavaliselt siini topoloogiat, millel on suhteliselt lihtne struktuur. Tööstuslik Ethernet kasutab aga tähe-, rõnga- või puutopoloogiaid, mis on keerulisemad. See keerukus võimaldab suuremat paindlikkust ja mugavust tööstuslike Etherneti süsteemide laiendamisel või uuendamisel.
V. Järeldus
Nii väljasiin kui ka tööstuslik Ethernet on tööstusautomaatikas olulised sidetehnoloogiad. Igal neist on erinevad omadused ja eelised, mis vastavad erinevatele rakendusstsenaariumidele ja nõuetele. Kommunikatsioonitehnoloogia valimisel tuleb igakülgselt arvesse võtta konkreetseid rakenduse vajadusi, süsteemi ulatust, andmemahtu ja reaalajas -jõudlusnõudeid. Tehnoloogia arenedes ja rakenduste süvenedes mängivad väljasiin ja tööstuslik Ethernet tööstusautomaatikas jätkuvalt olulist rolli.