1 Quel est le protocole de bus?
Fieldbus (Fieldbus) est la fin des années 1980, au début des années 1990, le développement international de la formation de la technologie des bus de terrain pour l'automatisation des processus, l'automatisation de la fabrication, l'automatisation des bâtiments et d'autres domaines du domaine du réseau de communication d'interconnexion des équipements intelligents. Il sert de base au réseau de communication numérique d'usine, communiquant entre les sites de processus de production et les dispositifs de contrôle et leur connexion avec des niveaux de contrôle et de gestion plus élevés. Ce n'est pas seulement un réseau local, mais aussi un nouveau système de contrôle ouvert et entièrement distribué. Cette détection intelligente, le contrôle, l'ordinateur, les communications numériques et d'autres technologies en tant que contenu principal de la technologie intégrée, ont reçu l'attention mondiale, deviendront un point chaud pour le développement de la technologie d'automatisation et conduira à un changement profond dans la structure du système d'automatisation et de l'équipement. L'environnement de travail de l'équipement de bus de terrain est au bas de l'équipement de processus, en tant que réseau de communication de base du niveau d'équipement d'usine, il est nécessaire d'avoir les caractéristiques d'un protocole simple, d'une forte tolérance aux défauts, d'une bonne sécurité et d'un faible coût: il a un certain degré de certitude de temps et des exigences élevées en temps réel, et il a également des caractéristiques de la charge de réseau stable, dont la plupart sont une courte transmission de trame et des échanges d'informations fréquentes. En raison des caractéristiques ci-dessus, le système de bus de terrain de la structure du réseau à la technologie de communication a des caractéristiques de réseau de communication de données à haut niveau supérieur.
À l'heure actuelle, il y a plus de 40 types de bus sur le terrain dans l'arène internationale, mais il n'y a pas de bus sur le terrain qui peut couvrir toutes les surfaces d'application, selon la taille de ses données de transmission ne peut être divisée en 3 catégories: Bus de capteur (Sensorbus), appartenant à la transmission bit; Bus de périphérique (DeviceBus), appartenant à la transmission d'octets; Bus de terrain, appartenant à la transmission de flux de données.
Fieldbus Technology Pour réaliser un problème clé, consiste à former un fabricant dans l'industrie de l'automatisation pour se conformer aux normes techniques des protocoles de communication de terrain, les fabricants peuvent être nés conformément aux produits standard, les intégrateurs de systèmes peuvent être conformes aux normes de différents produits pour former un système. Cela soulève la question des normes de bus de terrain.
Les fabricants de produits d'automatisation de renom et de terrain de renom, conscients de la technologie FieldBus sont l'orientation future du développement, ont formé une alliance d'entreprises, l'introduction de leurs propres normes de bus et produits sur le marché pour cultiver les utilisateurs, élargir l'impact et soutenir activement l'organisation internationale de normes pour développer FieldBus International Standards. Qu'ils puissent faire leurs propres normes technologiques de bus dans les futures normes internationales ont une grande partie de composants, la relation entre les produits connexes de l'entreprise, l'avenir de la confiance de l'utilisateur et la réputation d'entreprise. Et l'expérience historique a prouvé que les normes internationales sont basées sur une ou plusieurs technologies réussies sur le marché. Par conséquent, les grandes entreprises internationales dans le développement des normes internationales de terrain de Fieldbus dans la concurrence, reflétant la position principale de l'entreprise dans la concurrence technologique, mais se résume finalement à la force du marché de la concurrence. Fieldbus Considérez le point de départ:
Réseau de communication sur le terrain, périphérique de champ inter, interopérabilité, bloc fonction décentralisé, alimentation de la ligne de communication, réseau d'interconnexion ouverte
2 caractéristiques des bus de terrain
1, Capacités d'intégration d'informations au niveau du champ amélioré
Fieldbus peut obtenir une grande quantité d'informations riches à partir de l'équipement sur le terrain, pour mieux répondre aux exigences de l'automatisation d'usine et de l'intégration des informations du système CIMS. FieldBus est un réseau de communication numérique, il ne remplace pas simplement le signal 4-20}, mais aussi pour atteindre l'état de l'équipement, des défauts, du transfert d'informations de paramètres. En plus de terminer la télécommande, le système peut également effectuer des travaux de paramétrage à distance. Le système peut également effectuer un travail de paramétrage à distance en plus de la télécommande.
2, ouvert, interopérabilité, interchangeabilité, intégabilité.
Tant que les produits de différents fabricants utilisent la même norme de bus, ils sont interopérables et interchangeables, donc l'équipement a une bonne intégabilité. Le système est ouvert, permettant aux autres fabricants de leur propre expertise dans la technologie de contrôle, tels que les algorithmes de contrôle, les processus, les formulations, etc. intégrés dans un système commun, par conséquent, le marché aura de nombreuses fonctionnalités axées sur l'industrie du système de surveillance.
3, le système est très fiable et maintenable
Le système de surveillance d'automatisation basé sur les buts sur terrain utilise une connexion de bus au lieu du câblage d'E / S un à un, pour les systèmes d'E / S à grande échelle, réduisant le manque de fiabilité causé par les points de câblage. Dans le même temps, le système a le diagnostic des défauts en ligne, l'alarme et la fonction d'enregistrement de l'équipement au niveau du champ, et peut compléter le réglage et la modification des paramètres distants de l'équipement de terrain et d'autres travaux de paramétrage, ce qui améliore également la maintenabilité du système.
4, réduction des frais de système et d'ingénierie
Pour le système distribué à grande échelle et à grande échelle, éliminant un grand nombre de câbles, des modules d'E / S et des coûts d'ingénierie de pose de câbles, réduisant le système et les coûts d'ingénierie.
3 Structure générale du réseau de bus de terrain
Le protocole de base de champ est basé sur le module de référence ISO (OSI-RM) pour la connectivité du système ouvert. Cependant, seules les couches 1, 2 et 7 sont utilisées et les couches 3 à 6 ne sont pas utilisées en raison de considérations en temps réel. Pendant ce temps, la couche utilisateur nouvellement définie est placée au-dessus de la couche d'application.
Les couches sont définies comme suit
Couche 1:La couche physique définit le support de communication du bus de terrain, c'est-à-dire une alternative à la norme 4-20 ma.
Couche 2:La couche de liaison de données est utilisée pour surveiller la communication qui se déroule entre les appareils et pour détecter les erreurs de communication.
Couche 3:La couche d'application standardise le format de données de communication afin de former des informations qui peuvent être interprétées par tous les périphériques en réseau pour le contrôle des processus et pour fournir une interface à la couche utilisateur.
Couche 4:La couche utilisateur est associée à une zone d'usine distincte et fournit l'environnement pour d'autres applications. Il a une interface avec des fonctions de contrôle de niveau supérieur.
4 Profit
La communication entre le réseau Profit et les appareils externes est réalisé au moyen de Profit
Profit IO définit les fonctions de communication des dispositifs externes connectés au champ et est basé sur le concept en temps réel de Cascade. Profinet IO définit l'échange de données complet, les fonctions de paramétrage et de diagnostic entre les contrôleurs (périphériques avec "Master Function") et d'autres appareils (périphériques avec "fonction esclave") Profinet IO est conçu pour fournir un transfert de données rapide entre les appareils connectés à Ethernet et prend en charge le modèle de fournisseur-consommateur. Les appareils qui prennent en charge le protocole de communication Profibus peuvent être connectés de manière transparente au réseau ProFinet sans avoir besoin d'un IO-Proxy. Les développeurs d'appareils peuvent utiliser des contrôleurs Ethernet disponibles dans le commerce pour développer des appareils Profinet-IO.
Profinet IO convient aux systèmes avec des temps de cycle de réseau de plusieurs MS.
Les systèmes Profinet IO incluent les types d'appareils suivants:
Les contrôleurs IO, qui contrôlent le travail de tâche de l'automatisation.
Les dispositifs IO, généralement les dispositifs de champ, sont contrôlés et surveillés par le contrôleur IO. Un dispositif IO peut être composé de plusieurs modules ou sous-modules.
Un moniteur IO est un logiciel PC qui peut définir des paramètres et diagnostiquer l'état des modules individuels.
Profinet IO établit une relation d'application (AR) entre le contrôleur IO et le dispositif IO, qui définit les relations de communication (CR) avec différentes caractéristiques telles que le transfert de paramètres, l'échange de données cycliques et la manipulation d'avertissement.
Les caractéristiques d'un appareil IO sont décrites par le fabricant de l'appareil dans le fichier GSD (General Station Description) dans GSDML (Language de balisage GSD), qui fournit au logiciel de surveillance PC les informations de base nécessaires pour planifier les configurations de Profit.
5 CCLINK
CCLINK a trois bus différents: CCLINK, CCLINK IE, CC-Link IE Field Basic, nous prenons uniquement CC-Link IE Field Basic. CCLINK est similaire à 485 paires torsadées, c'est-à-dire que Gigabit Ethernet, ne peut pas aller au TCP normal, c'est-à-dire que Basic est le Ethernet standard.
CC-Link (lien de contrôle et de communication, système de liaison de contrôle et de communication), est le nouveau bus de champ ouvert de Mitsubishi Electric, sa capacité de données, la vitesse de communication sélectionnable à plusieurs niveaux, et c'est un réseau basé sur la couche de dispositif, mais peut également couvrir le niveau supérieur de la couche de contrôle et le niveau inférieur de la couche de détection. En général, le réseau de couche entier CC-Link peut être composé de 1 maître et 64 esclaves. Le maître du réseau est agi par PLC, et les esclaves peuvent être des modules d'E / S distants, des modules de fonction spéciaux, des stations locales avec CPU et PLC, des interfaces de machine humaine, des convertisseurs de fréquence et toutes sortes d'instruments de mesure, de valves et d'autres dispositifs d'instrumentation sur le terrain.
La station d'esclaves peut être un module d'E / S distant, un module de fonction spéciale, une station locale avec CPU et PLC, HMI, onduleur et divers instruments de mesure, vannes et autres dispositifs d'instrumentation sur le terrain. CC-Link a un taux de transfert de données à grande vitesse allant jusqu'à 10 Mo / s. Le protocole de communication sous-jacent de CC-Link est un taux de transfert de données à grande vitesse. Le protocole de communication sous-jacent de CC-Link suit Rs 485 et, en général, CC-Link adopte principalement la méthode de communication de la diffusion pour la communication, CC-Link prend également en charge la communication instantanée entre la station maître, la station locale et la station de périphérique intelligente.
En juillet 2005, CC-Link a été approuvé par la Chine National Standards Committee en tant que document technique directeur des normes nationales de Chine.
Le réseau CC-Link a une fonction RAS (fiabilité, disponibilité, service) parfaite. Le réseau CC-Link a une fonction RAS (fiabilité, disponibilité, service) parfaite, par exemple, rendement automatique, esclave coupé, détection d'erreur par relais / registre de liaison.
6 Ethernetip
Ethernet / IP est un protocole de couche d'application industrielle pour les applications d'automatisation industrielle. Il est construit au-dessus du protocole TCP / IP standard et utilise le matériel et les logiciels Ethernet fixes pour définir un protocole de couche d'application pour configurer, accéder et contrôler les dispositifs d'automatisation industrielle.
Ethernet / IP divise les nœuds Ethernet en types de périphériques prédéfinis d'une manière spéciale. Le protocole de couche d'application Ethernet / IP est basé sur la couche de protocole de contrôle et d'information (CIP) et fournit un système intégré de manière transparente du plancher industriel au réseau d'entreprise. Ethernet / IP utilise tous les protocoles Ethernet traditionnels et est construit au-dessus de la technologie Ethernet standard, ce qui signifie que Ethernet / IP fonctionne de manière transparente avec tous les appareils Ethernet standard actuels. Plus important encore, le fait que Ethernet / IP soit construit sur une plate-forme technologique Ethernet standard garantit que le premier évoluera à mesure que le second se développe. La communauté Pro-Ethernet / IP s'efforce de produire une norme complète et robuste, et des travaux sur Ethernet / IP sont effectués par plusieurs distributeurs, y compris des spécifications personnalisées et des tests complets dans les laboratoires de test accrédités.
7 Ethercat
Ethercat (Ethernet Control Automation Technology) est un système de bus de terrain basé sur Architecture ouverte, dont le nom Cat est acronyme de la technologie d'automatisation du contrôle. Ethercat est un Ethernet industriel déterministe, développé pour la première fois par Beckhoff en Allemagne.
EtherCAT prend en charge toutes les topologies de connexion de l'appareil telles que linéaire, arbre, anneau et étoile, et les supports physiques peuvent être soit des câbles Ethernet standard 100Base-TX ou des câbles à fibre optique. Avec des câbles 100Base-TX, la distance entre les stations peut être jusqu'à 100 m. Jusqu'à 65 535 appareils peuvent être connectés à l'ensemble du réseau. L'ensemble du réseau peut connecter jusqu'à 65 535 appareils. Une structure d'anneau maître-esclave est formée à l'aide de la technologie de communication Fast Ethernet Full-Duplex.