现场总线技术及其应用一网打尽理解工业以太网
在工厂自动化的信息网络中,现场总线技术和工业以太网扮演着至关重要的角色。这些通信方式不仅能够连接各种设备、系统和产品,还能实现海量数据的采集与上传,为工厂的自动化带来强有力的推动。
现场总线是一种多站、全数字、双向通信系统,它能够传输mA模拟信号及普通开关量信号,并遵循ISO/OSI开放系统互联参考模型中的部分或全部通信协议。这个模型由国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定,是为开放式互连信息系统提供了一种功能结构框架,从物理层到应用层一共分为七个层次。
在工厂自动化信息网络的分层结构中,现场总线位于生产控制和网络机构底层,是工厂底层设备之间的主要通信网络。它可以实现工厂信息纵向集成,达到从管理层到自动化底层数据存取的一致性。这是因为随着生产规模扩大,各类设备需要进行远程I/O数据传输以及产线内部不同设备间数据交换,但当时计算机系统存在封闭性问题,使得不同厂商之间无法实现互联互通。
随后,以基金会现场总线FF、LONWORKS现场总线等多种特定的应用场景出现,这些标准各具特色且适用于不同的环境。但由于众多标准导致了交流障碍,因此目前仍未形成统一标准。
然而,由于这种非统一性的局限性,一些新兴技术开始被探索,其中以太网技术因其简单易用、高效低成本而受到广泛欢迎。在1970年代初期,以太网首先出现在办公环境中,但后来为了适应工业环境需求,其发展出了更为特殊设计——工业以太网。
工业以太网最大的优势在于其速度快、开发广泛且价格合理,同时具有良好的可靠性和抗干扰能力,使得企业能够轻松整合信息网络与控制网络,加速了智能制造过程。此外,由于众多供应商支持,可以获得丰富的硬件升级选择,从而提升了整个智能制造体系的灵活性与效率。