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工业网络架构基础知识

工业网络是过程控制的关键功能。欧宝体育登录口应该认识到,网络不仅仅是工厂系统的接口,而是与设计和文档系统的接口,以形成一个虚拟的组织和其他相关系统。工业网络的实际选择是基于以下几个标准:

  • 应用程序的详细要求。
  • 网络技术的能力,包括速度和时间要求。
  • 与现有设备集成。
  • 组件的可用性。
  • 安装、设备、培训和维护费用。

在工业网络领域,缺乏标准化是计算机间通信的主要问题。大量的信号特征和拓扑只是问题的一部分。

根据所使用的协议,网络上的数据交换可以是异步的,也可以是同步的。

异步通信:

n异步通信,每个数据单词都作为单独的消息发送。如果只有两台计算机彼此连接,则异步通信通常是足够的。

在线编程和监控通常由一台直接连接到PLC、机器人或其他控制器的计算机异步执行。

同步通信:

同步通信数据消息由许多数据字组成,其前面是包含有关数据“分组”的信息的标题,然后是包含错误检查信息的页脚。同步通信适用于快速传输大量数据。

局域网(LAN)使用同步数据通信。

工业网络:

工业网络的层次结构,从企业网络到企业网络通过传感器总线对各个传感器的互连。

传感器/执行器级别二进制传感器和执行器的信号通过传感器/执行器总线传输。在这个层次上,一种低成本的技术是一个重要的要求,通过这种技术,使用一种通用介质传输数据和为终端设备提供24伏电源。数据是纯循环传输的。

字段级别,分布式外围设备,包括I / O模块,测量换能器,驱动单元,阀门和操作员终端需要通过实时通信系统与自动化系统通信。

自动化单元级别,可编程控制器(如PLC和IPC)彼此通信。信息流程需要大数据包和大量强大的通信功能。进入公司范围的通信系统(如Intranet和Internet)的顺利集成TCP / IP和以太网现在成为重要的需求。

为了显示层次结构的每个级别的关键特征,下面给出了许多系统的概述。

以太网:

以太网被认为是最广泛安装的局域网(LAN)技术,因此在大多数工业组织中被发现,但通常限制在办公环境中。以太网协议在IEEE 802.3标准中正式指定。

以太网LAN通常使用同轴电缆或特殊等级的双绞线作为传输介质。系统的关键特征之一是在总线中没有传输电源,因此所有集线器和外围设备都需要独立供电。

DeviceNet:

DeviceNet(DeviceNet,2005)是一种数字,多滴网络,能够在工业控制器和I / O设备之间运行,并被认为是美国半导体行业的事实标准。

在DeviceNet架构中,每个设备和/或控制器被认为是网络上的节点。其中一个
该技术的重要特征是网络上提供的电源。这允许具有有限的电源要求的设备直接从网络供电,降低连接点,物理尺寸和成本。DeviceNet符合OSI模型,因此是一个开放标准。

现场总线:

PROFIBUS.(PROFIBUS, 2005)或过程现场总线是基于IEC 61158标准,主要用于现场水平,具有操作能力,下至传感器,或上至生产水平。

已经为工厂操作(PROFIBUS DP),运动控制(PROFIDRIVE),工艺操作(PROFIBUS PA)或安全应用(PROFISAFE)设计了许多变型。在PROFIBUS DP和PROFIDRIVE中,通信基于RS485,速度高达31.25 kbps的能力,高达1900米,并使用带有主/从地域的逻辑令牌环。

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