I. Sissejuhatus
Tööstusliku automatiseerimise tehnoloogia pideva arenguga on tekkinud mitmesuguseid sideprotokolle, mis vastavad erinevate seadmete ja süsteemide vahelise andmevahetuse vajadustele. Nende hulgas on Modbusil ja Profibusil kui kahel laialdaselt kasutataval tööstuslikul sideprotokollil tööstusliku juhtimise valdkonnas oluline roll. Selles artiklis tutvustatakse üksikasjalikult Modbusi ja Profibusi, sealhulgas nende määratlusi, arenduslugu, tehnilisi omadusi, rakendusstsenaariume ja muid aspekte, et aidata lugejatel neid kahte sideprotokolli paremini mõista.
II. Modbusi protokolli ülevaade
Definitsioon ja päritolu
Modbus on jadasideprotokoll, mille töötas algselt välja Modicon (nüüd Schneider Electricu osa) 1979. aastal, et teostada andmevahetust programmeeritavate loogikakontrollerite (PLC) ja välisseadmete vahel. Tänu oma lihtsusele, ühilduvusele ja skaleeritavusele on Modbus järk-järgult muutunud üheks sideprotokolli standardiks tööstusliku juhtimise valdkonnas.
Tehnilised omadused
(1) Lihtne ja hõlpsasti kasutatav:Modbus-protokoll võtab üle{0}}alam-arhitektuuri ja ülemsõlm juhib sideprotsessis mitut alamsõlme. Peasõlm saab saata käske alamsõlmede andmete pärimiseks või andmete kirjutamiseks alamsõlmedesse, samas kui alamsõlmed teostavad vastavalt käskudele vastavaid toiminguid. See ülem-alamsuhtlus muudab Modbusi protokolli hõlpsasti mõistetavaks ja rakendatavaks.
(2) Tugev ühilduvus:Modbusi protokoll toetab mitmesuguseid edastusmeediume ja ühendusviise, sealhulgas jadasidet, Etherneti sidet ja nii edasi. Lisaks pakub Modbus-protokoll ka mitmesuguseid andmevorminguid ja kontrollsummasid, et kohaneda erinevate seadmete ja süsteemide vajadustega.
(3) Hea mastaapsus:Modbus-protokoll toetab erinevaid funktsioonikoode erinevat tüüpi andmeoperatsioonide teostamiseks. Uute funktsioonikoodide lisamisega saab Modbusi protokolli funktsioone ja rakendusi laiendada.
(4) Edastuskiirus:Modbusi kasutatakse tavaliselt väikese-kiirusega andmeedastuseks ja selle maksimaalne edastuskiirus võib ulatuda 115,2 kbit/s-ni, mis muudab Modbusi protokolli sobivaks rakendusstsenaariumide jaoks, mis ei nõua suurt reaalajas{2}}jõudlust.
Rakenduse stsenaariumid
Modbusi protokolli kasutatakse laialdaselt tööstusautomaatikas, intelligentsetes hoonetes, energiahalduses ja muudes valdkondades. Näiteks tööstusautomaatikasüsteemis saab Modbusi protokolli kasutada PLC, andurite, täiturmehhanismide ja muude seadmete ühendamiseks andmete kogumiseks, jälgimiseks ja juhtimiseks. Intelligentsete hoonete valdkonnas saab Modbusi protokolli kasutada erinevate seadmete ühendamiseks hooneautomaatikasüsteemis (BAS), et realiseerida energia ja energiasäästu optimaalne juhtimine.
III. Profibusi protokolli ülevaade
Definitsioon ja päritolu
Profibus (Process Field Bus) on automatiseerimistehnoloogia väljasiini standard, mida propageerisid 1987. aastal neliteist ettevõtet ja viis uurimisinstituuti, sealhulgas Saksamaa Siemens AG. Profibus on loodud pakkuma ülitõhusat ja usaldusväärset andmeedastusviisi, mis vastab tööstusautomaatika vajadustele.
Tehnilised omadused
(1) Kiire{1}}ülekanne:Profibus-protokoll toetab kiiret{0}}andmeedastust ja selle edastuskiirus võib ulatuda 12 Mbps-ni. see muudab Profibusi protokolli hästi toimivaks rakendusstsenaariumides, mis nõuavad kiiret andmeedastust.
(2) Kõrge reaalajas-jõudlus:Profibus-protokollil on kõrge reaalajas{0}}jõudlus ja see suudab reaalajas-andmeedastusülesandeid õigeaegselt käsitleda. See annab Profibus-protokollile eelise rakendusstsenaariumides, mis nõuavad suurt reaalajas-jõudlust.
(3) Pikk edastuskaugus:Profibusi protokoll toetab pika{0}}edastust ja selle edastuskaugus võib ulatuda mitme kilomeetrini. See muudab Profibusi protokolli sobivamaks rakendusstsenaariumide jaoks, mis peavad katma suurt ala.
(4) Mitmesugused võrgutopoloogiad:Profibus-protokoll toetab mitmesuguseid võrgutopoloogiaid, nagu siin, täht, ring ja nii edasi. See võimaldab Profibusi protokollil paindlikult kohaneda erinevate võrgustruktuuride ja rakendusstsenaariumidega.
Rakenduse stsenaariumid
Profibusi protokolli kasutatakse laialdaselt tööstusautomaatikas, protsessijuhtimises, tootmise täitmissüsteemis (MES) ja muudes valdkondades. Tööstusautomaatikasüsteemides saab Profibusi protokolli kasutada keskkontrollerite, andurite, täiturmehhanismide ja muude seadmete ühendamiseks, et teostada reaalajas andmete kogumist, jälgimist ja juhtimist. Protsessijuhtimissüsteemides saab Profibus-protokolli kasutada protsessijuhtimissüsteemide ja väliseadmete ühendamiseks, et teostada reaalajas andmeedastust ja -töötlust. Tootmise teostussüsteemis saab Profibusi protokolli kasutada tootmisseadmete ja juhtimissüsteemi ühendamiseks, et realiseerida tootmisprotsessi optimeerimine ja koostöö.
IV. Modbusi ja Profibusi võrdlus
Modbus ja Profibus kui kaks tööstuslikku sideprotokolli erinevad mitmes aspektis. Järgnev on kahe protokolli võrdlus:
Edastuskiirus:Profibusi edastuskiirus on palju suurem kui Modbusil, mis sobib rakenduste jaoks, mis nõuavad kiiret{0}}andmeedastust.
Reaalajas{0}}toimivus:Profibusil on kõrge reaalajas{0}}jõudlus, samas kui Modbusil on suhteliselt nõrk. Seetõttu on Profibus kasulikum rakenduste puhul, mis nõuavad suurt reaalajas-jõudlust.
Edastuskaugus:Profibusi edastuskaugus on pikem kui Modbusil, mis sobib rakendusstsenaariumide jaoks, mis peavad katma suuremat ala.
Võrgu topoloogia:Profibus toetab mitmesuguseid võrgutopoloogiaid, samas kui Modbus kasutab peamiselt siini topoloogiat. See muudab Profibusi keerukamate võrgustruktuuride ehitamisel paindlikumaks.
V. Järeldus
Modbus ja Profibus kui kaks laialdaselt kasutatavat tööstuslikku sideprotokolli mängivad tööstusautomaatika valdkonnas olulist rolli. Igal neist on ainulaadsed tehnilised omadused ja rakendusstsenaariumid ning kasutajad peavad sideprotokolle valides kaaluma ja valima vastavalt konkreetsetele vajadustele. Tööstusautomaatika tehnoloogia pideva arenguga jätkatakse nende kahe protokolli optimeerimist ja täiustamist tööstusautomaatika arendamiseks, et anda suurem panus.