Pe măsură ce nivelul de automatizare industrială continuă să crească, importanța tehnologiei autobuzelor industriale a devenit din ce în ce mai evidentă. Fiind una dintre tehnologiile de bază din sectorul industrial, autobuzele industriale joacă un rol vital în a permite comunicarea eficientă și schimbul de date între dispozitive. O magistrală industrială se referă la un set de linii de semnal partajate utilizate pentru a transmite informații și a facilita comunicarea între module; sub controlul unui dispozitiv principal, servește ca o cale de transmitere a informațiilor către un anumit dispozitiv de recepție.
În funcție de locația lor, autobuzele pot fi clasificate în autobuze externe, autobuze interne și autobuze-chip. Autobuzele externe comune includ RS-232, RS-485, USB și CAN (Figura 1); magistralele interne comune includ HT, I²C și SPI (Figura 2); iar magistralele de sistem comune includ magistralele de date, magistralele de control și magistralele de adrese.
Autobuz extern
Autobuz intern
Autobuze industriale comune
Autobuz CAN
CAN (Controller Area Network) este un protocol de comunicații seriale standardizat de ISO. Bus-ul CAN este un protocol de comunicație de date în serie dezvoltat de Bosch din Germania la începutul anilor 1980 pentru a facilita schimbul de date între numeroasele sisteme de control și testare din automobilele moderne. Este o magistrală multi-master care poate utiliza cablu-perechi răsucite, cablu coaxial sau fibră optică ca mediu de comunicare. Rata maximă de comunicare poate ajunge la 1 Mbps.
Autobuz EtherCAT
EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) este un protocol de comunicații Ethernet industrial de înaltă{0}}performanță, conceput special pentru sistemele de control industrial-în timp real. Introdus în 2003 de Beckhoff Automation din Germania, este un standard internațional deschis.
Într-o rețea EtherCAT, datele sunt transmise printr-o topologie de rețea în inel sau liniară. Fiecare dispozitiv slave citește datele de care are nevoie și apoi transmite imediat pachetul de date următorului slave; acest proces se numește „procesare din mers”.
Autobuz ProfiNet
ProfiNet este un sistem avansat de comunicații care acceptă automatizarea distribuită, dezvoltat de Siemens și ProfiBus User Association. ProfiNet=ProfiBus + Ethernet; adaptează arhitectura master-slave ProfiBus la Ethernet și este un standard de magistrală de automatizare bazat pe tehnologia Industrial Ethernet. Nu numai că acceptă diverse topologii, facilitând integrarea și extinderea sistemului, dar este și compatibil cu interfețele și protocoalele Ethernet existente; Nu numai că permite controlul-în timp real al liniilor de producție, dar oferă și servicii de date către web și cloud prin TCP.
Autobuz Modbus
Protocolul de comunicare Modbus a fost inventat de Modicon în 1979 și a fost unul dintre cele mai vechi protocoale de magistrală utilizate în setările industriale. Există mai multe versiuni ale protocolului de comunicație Modbus, Modbus RTU, Modbus ASCII și Modbus TCP fiind cele mai frecvent utilizate.
Considerații
Pentru a îndeplini cerințele diferite ale diferitelor scenarii de aplicare, trebuie clarificați următorii factori:
① Cerințe de promptitudine: selectați o magistrală industrială cu capacități de transmisie de-viteză mare, pe baza cerințelor de promptitudine pentru transmiterea informațiilor în timpul procesului de producție. Unele autobuze industriale de mare viteză-obișnuite includ EtherCAT, Profinet și EtherNet/IP. Aceste magistrale au latență scăzută și lățime de bandă mare, ceea ce le face potrivite pentru scenarii cu cerințe de viteză mare de comunicare.
② Cerințe privind volumul de date și-timp real: selectarea unei magistrale industriale adecvate necesită luarea în considerare a volumului de date și a cerințelor-de timp real. Unele autobuze, cum ar fi CAN și DeviceNet, sunt potrivite pentru scenarii cu volume mici de date și cerințe reduse de timp real-, în timp ce Modbus și ProfiBus sunt potrivite pentru scenarii cu volume de date moderate și cerințe mai ridicate de timp real-.
③ Fiabilitate și toleranță la erori: luați în considerare riscurile potențiale din mediile industriale, cum ar fi interferența și defecțiunile echipamentelor. De exemplu, magistrala ControlNet oferă capabilități robuste de-toleranță la erori, ceea ce o face potrivită pentru scenarii care necesită o fiabilitate ridicată. În plus, anumite autobuze, cum ar fi EtherCAT și ProfiNet, au capabilități de detectare automată și auto{3}}vindecare, asigurând o comunicare fiabilă.
④ Flexibilitate și interoperabilitate: Un alt factor de luat în considerare este dacă sistemul trebuie să comunice cu mai multe dispozitive și echipamente de la diferiți producători. Unele autobuze industriale, cum ar fi Modbus și OPC UA, oferă interoperabilitate excelentă și compatibilitate cu dispozitivele, făcându-le bine-potrivite pentru scenarii care necesită comunicare cu mai multe dispozitive.
Etapele procesului
Înainte de a selecta un autobuz industrial adecvat, se recomandă să urmați acești pași:
① Analiza cerințelor: Luați în considerare în mod cuprinzător procesul de producție, cerințele echipamentelor și alte nevoi specifice pentru a clarifica caracteristicile specifice necesare autobuzului industrial.
② Cercetare de piață: obțineți o înțelegere detaliată a caracteristicilor, scenariilor de aplicație, cotei de piață și costurilor diferitelor autobuze industriale. Informațiile pot fi obținute citind rapoarte relevante, participând la târguri comerciale din industrie și consultând profesioniști.
③ Evaluarea furnizorului: Contactarea diverșilor furnizori de autobuze industriale vă va ajuta să înțelegeți mai bine performanța, suportul tehnic și alte servicii oferite de fiecare.
④ Validare tehnică: Prin validare și testare practică, comparați performanța și fiabilitatea diferitelor autobuze industriale din sistem (pe baza unor metrici precum ciclul de transmisie al magistralei, ciclul de ceas, frecvența de operare și lățimea de bandă a magistralei) pentru a selecta soluția optimă.
Puncte de notat
După selectarea unui autobuz industrial adecvat, acordați atenție următoarelor aspecte:
① Compatibilitate dispozitiv: Asigurați-vă că dispozitivele sunt compatibile cu magistrala industrială selectată și acceptă protocoalele de comunicare corespunzătoare.
② Topologie: selectați o topologie de magistrală adecvată-cum ar fi magistrală, stea, arbore sau inel-pe baza cerințelor de sistem.
③ Întreținere eficientă: înțelegeți procedurile de întreținere și depanare pentru magistrala industrială și planificați și gestionați în mod corespunzător rețeaua de magistrală industrială pentru a asigura o comunicare stabilă și fiabilă.
În cele din urmă, atunci când selectați un autobuz industrial, luați în considerare planificarea-pe termen lung și scalabilitatea pentru a evita înlocuirile și actualizările frecvente.