Stosowanie Ethernetu przemysłowego staje się coraz bardziej powszechne, a branża coraz lepiej poznaje Ethernet przemysłowy. W poprzednich artykułach miałem wiele wstępów do Ethernetu przemysłowego. W tym artykule omówię 6 głównych typów Ethernetu przemysłowego. Jeśli interesuje Cię Ethernet przemysłowy, możesz przeczytać dalej.
Obecnie powszechnie stosowane standardy Ethernetu przemysłowego obejmują sześć następujących typów:
(1) MODBUSTCP/IP
W ramach swojej strategii rozwoju firma Schneider Electric przyjęła rozwiązania w zakresie automatyzacji współpracy- opartej na przemysłowej sieci Ethernet. Systemy MODBUS można łatwo zaktualizować do wersji MODBUSTCP/IP bez konieczności ponownego inwestowania przez użytkowników w oryginalny system. W przypadku korzystania z połączenia szeregowego MODBUS, np. RS485, można dostarczyć odpowiednie produkty umożliwiające bardzo łatwą aktualizację lub aktualizację istniejącego systemu MODBUS do MODBUSTCP/IP. Jeśli używane są inne sieci, możliwa jest również integracja lub aktualizacja do systemu Ethernet poprzez zastosowanie odpowiedniej bramki.
(2) Ethernet/IP
Ethernet/IP to protokół warstwy aplikacji przemysłowych do zastosowań w automatyce przemysłowej. Jest to protokół przemysłowy Ethernet stworzony przez firmę Rockwell Automation, który promuje głównie magistralę obiektową ControlNet, w celu wprowadzenia Ethernetu do dziedziny automatyki. Jest zbudowany w oparciu o standardowe protokoły UDP/IP i TCP/IP i wykorzystuje sprzęt i oprogramowanie stacjonarnej sieci Ethernet do definiowania protokołu warstwy aplikacji do konfigurowania, uzyskiwania dostępu i kontrolowania sprzętu automatyki przemysłowej. Protokół Ethernet/IP składa się z trzech części: warstwy fizycznej IEEE802.3, standardowego protokołu warstwy łącza danych oraz protokołu sterowania i informacji (CIP).
(3) EthernetPOWERLINK
EthernetPOWERLINK to technologia rozwiązująca problem-transmisji danych w czasie rzeczywistym w dziedzinie sterowania przemysłowego i gromadzenia danych w standardowym medium Ethernet. EthernetPOWERLINK ma szybki-otwarty interfejs Ethernet, a także dobrą definicję danych SDO i PDO CANopen w przemyśle, co oznacza, że POWERLINK jest najlepszym rozwiązaniem problemu transmisji danych w czasie rzeczywistym w sieci Ethernet i można powiedzieć, że POWERLINK jest najlepszym rozwiązaniem problemu transmisji danych w czasie rzeczywistym-w sieci Ethernet Ethernetu. W pewnym sensie POWERLINK to CANopen w sieci Ethernet. Warstwa fizyczna i warstwa łącza danych wykorzystują media Ethernet, natomiast warstwa aplikacji zachowuje oryginalną strukturę słownika obiektów SDO i PDO.
(4) PROFInet
PROFINET to nowa generacja standardu magistrali automatyki oparta na technologii przemysłowego Ethernetu wprowadzona przez Międzynarodową Organizację PROFIBUS. PROFINET obejmuje aktualne tematy w automatyce, takie jak Ethernet w czasie rzeczywistym-, sterowanie ruchem, automatyzacja rozproszona, zabezpieczenie przed awarią i bezpieczeństwo sieci itp., a jako technologia-dostawców jest w pełni kompatybilna z przemysłowym Ethernetem i istniejącą technologią magistrali polowej (np. PROFIBUS), co umożliwia pełną integrację automatyki z siecią systemu automatyki i być w stanie zapewnić najlepsze rozwiązanie w zakresie automatyzacji. PROFIBUS) w celu ochrony istniejących inwestycji.
(5) SERCOSIII
Sercos (SerialRealTImeCommunicaTIonSystem) cieszy się popularnością w dziedzinie zastosowań automatyki przemysłowej (odpowiedniej dla inżynierii mechanicznej i budownictwa) od ponad 25 lat. sercsIII to protokół trzeciej-generacji opracowany w 2003 roku. Ten wysoce wydajny i deterministyczny protokół komunikacyjny integruje wymianę danych w czasie rzeczywistym-przez interfejs Sercos z siecią Ethernet.SERCOSIII to połączenie sprawdzonych mechanizmów komunikacyjnych SERCOS i Ethernetu przemysłowego z charakterystyką-czasu rzeczywistego SERCOS i charakterystyka Ethernetu.
(6) EtherCAT
Opracowany pierwotnie przez firmę Pepperl+Fuchs Automation GmbH, protokół EtherCAT wyznacza nowe standardy-wydajności w czasie rzeczywistym i elastyczności topologii, a jednocześnie spełnia, a nawet obniża koszty korzystania z magistrali polowej. etherCAT charakteryzuje się-precyzyjną synchronizacją urządzeń, opcjonalną redundancją kabli i protokołem bezpieczeństwa funkcjonalnego (SIL3).
W zależności od sposobu implementacji urządzeń podrzędnych, Ethernet przemysłowy można podzielić na trzy typy:
Typ 1:Korzystanie ze sprzętu-ogólnego przeznaczenia i standardowego protokołu TCP/IP; Modbus/TCP, PROFInet/CbA i Ethernet/IP wykorzystują to podejście. Korzystając ze standardowego protokołu TCP/IP i-sterownika Ethernet ogólnego przeznaczenia, wszystkie dane-w czasie rzeczywistym (np. dane procesowe) i dane w czasie nie-rzeczywistym- (np. dane dotyczące konfiguracji parametrów) są przesyłane za pośrednictwem protokołu TCP/IP. Zaletami są niski koszt, łatwa realizacja i pełna kompatybilność ze standardową siecią Ethernet. Niektóre produkty mogą zmieniać lub optymalizować protokół TCP/IP w celu uzyskania lepszej wydajności w określonych implementacjach, ale wydajność w czasie rzeczywistym jest zawsze ograniczona przez podstawową strukturę.
Typ II:wykorzystanie sprzętu-ogólnego przeznaczenia i definicja protokołów-transmisji danych w czasie rzeczywistym. EthernetPowerlink, PROFInet/RT wykorzystują to podejście. Wykorzystuje kontroler-Ethernet ogólnego przeznaczenia, ale nie wykorzystuje protokołu TCP/IP do przesyłania danych-w czasie rzeczywistym. Zamiast tego definiuje wyspecjalizowany protokół transmisji danych w-czasie rzeczywistym, który obejmuje warstwę-czasu rzeczywistego do przesyłania danych z wysokimi wymaganiami-czasu rzeczywistego, a stos protokołów TCP/IP może nadal istnieć do przesyłania danych w czasie innym niż-rzeczywisty-, ale jego odczyt z sieci Ethernet jest ograniczony przez warstwa-czasu rzeczywistego, która poprawia-działanie w czasie rzeczywistym. Zaletami tej architektury są wyższa wydajność-w czasie rzeczywistym i zgodność sprzętowa z-Ethernetem ogólnego przeznaczenia.
Typ III:Korzystanie z dedykowanego sprzętu i dostosowanych-protokołów transmisji danych w czasie rzeczywistym. etherCAT, PROFInet/IRT, SERCOS-III stosują to podejście. Podejście to wykorzystuje zastrzeżony kontroler Ethernet, oprócz drugiej kategorii, w celu dalszej optymalizacji wydajności. Zaletą jest wysoka wydajność-w czasie rzeczywistym, ale wadą jest wysoki koszt i konieczność stosowania własnego układu protokołu, przełączników itp.