Kadangi pramonės automatizavimo lygis ir toliau kyla, pramoninių autobusų technologijos svarba tampa vis akivaizdesnė. Pramoniniai autobusai, kaip viena iš pagrindinių pramonės sektoriaus technologijų, atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį užtikrinant efektyvų ryšį ir duomenų mainus tarp įrenginių. Pramoninė magistralė reiškia bendrų signalų linijų rinkinį, naudojamą informacijai perduoti ir modulių ryšiui palengvinti; valdomas pagrindinio įrenginio, jis yra būdas perduoti informaciją konkrečiam priimančiam įrenginiui.
Atsižvelgiant į vietą, autobusai gali būti skirstomi į išorinius, vidinius ir į{0}}čipinius autobusus. Įprastos išorinės magistralės yra RS-232, RS-485, USB ir CAN (1 pav.); įprastos vidinės magistralės apima HT, I²C ir SPI (2 pav.); ir įprastos sistemos magistralės apima duomenų magistrales, valdymo magistrales ir adresų magistrales.
Išorinis autobusas
Vidinis autobusas
Įprasti pramoniniai autobusai
CAN autobusas
CAN (Controller Area Network) yra nuosekliojo ryšio protokolas, standartizuotas ISO. CAN magistralė yra nuoseklus duomenų perdavimo protokolas, kurį 1980-ųjų pradžioje sukūrė Vokietijos „Bosch“, kad palengvintų keitimąsi duomenimis tarp daugybės valdymo ir testavimo sistemų šiuolaikiniuose automobiliuose. Tai daugia-pagrindinė magistralė, kuri kaip ryšio laikmeną gali naudoti vytos-poros kabelį, bendraašį kabelį arba optinį skaidulą. Maksimalus ryšio greitis gali siekti 1 Mbps.
EtherCAT autobusas
EtherCAT („Ethernet for Control Automation Technology“) yra didelio našumo{0}}pramoninis eterneto ryšio protokolas, sukurtas specialiai{1}}realaus laiko pramonės valdymo sistemoms. Tai atviras tarptautinis standartas, kurį 2003 m. pristatė Vokietijos „Beckhoff Automation“.
EtherCAT tinkle duomenys perduodami žiedine arba linijine tinklo topologija. Kiekvienas pagalbinis įrenginys nuskaito jam reikalingus duomenis ir iškart perduoda duomenų paketą kitam pavaldiniui; šis procesas vadinamas „apdorojimu skrendant“.
„ProfiNet“ autobusas
ProfiNet yra pažangi komunikacijos sistema, palaikanti paskirstytą automatizavimą, sukurta Siemens ir ProfiBus vartotojų asociacijos. ProfiNet=ProfiBus + Ethernet; jis pritaiko ProfiBus pagrindinę-pagalbinę architektūrą prie eterneto ir yra automatikos magistralės standartas, pagrįstas pramoninio eterneto technologija. Jis ne tik palaiko įvairias topologijas, palengvindamas sistemos integravimą ir plėtrą, bet ir yra suderinamas su esamomis Ethernet sąsajomis ir protokolais; Tai ne tik leidžia realiuoju laiku-valdyti gamybos linijas, bet ir teikia duomenų paslaugas žiniatinklyje ir debesyje per TCP.
Modbus autobusas
„Modbus“ ryšio protokolą išrado „Modicon“ 1979 m. ir tai buvo vienas iš pirmųjų magistralės protokolų, naudojamų pramonėje. Yra kelios Modbus ryšio protokolo versijos, dažniausiai naudojamos Modbus RTU, Modbus ASCII ir Modbus TCP.
Svarstymai
Norint patenkinti skirtingus skirtingų taikymo scenarijų reikalavimus, reikia išsiaiškinti šiuos veiksnius:
① Savalaikiškumo reikalavimai: pasirinkite pramoninę magistralę su didelės-greities perdavimo galimybėmis, atsižvelgiant į informacijos perdavimo savalaikiškumo reikalavimus gamybos proceso metu. Kai kurie įprasti didelės spartos pramoniniai{2}}autobusai yra „EtherCAT“, „Profinet“ ir „EtherNet/IP“. Šios magistralės turi mažą delsą ir didelį pralaidumą, todėl jos tinka scenarijams, kuriems taikomi dideli ryšio greičio reikalavimai.
② Duomenų apimties ir{0}}realaus laiko reikalavimai: pasirenkant tinkamą pramoninę magistralę reikia atsižvelgti į duomenų apimties ir{1}}realaus laiko reikalavimus. Kai kurios magistralės, pvz., CAN ir DeviceNet, tinka scenarijams su nedideliu duomenų kiekiu ir mažais realiojo laiko reikalavimais, o „Modbus“ ir „ProfiBus“ tinka scenarijams su nedideliu duomenų kiekiu ir didesniais realaus laiko{4}} reikalavimais.
③ Patikimumas ir atsparumas gedimams: apsvarstykite galimą riziką pramoninėje aplinkoje, pvz., trukdžius ir įrangos gedimus. Pavyzdžiui, „ControlNet“ magistralė siūlo tvirtas{1}}gedimų tolerancijos galimybes, todėl ji tinka scenarijams, kuriems reikalingas didelis patikimumas. Be to, kai kuriuose autobusuose, pvz., EtherCAT ir ProfiNet, yra automatinio aptikimo ir savaiminio-gydymo funkcijos, užtikrinančios patikimą ryšį.
④ Lankstumas ir sąveikumas: ar sistema turi palaikyti ryšį su keliais skirtingų gamintojų įrenginiais ir įranga, yra dar vienas veiksnys, į kurį reikia atsižvelgti. Kai kurios pramoninės magistralės, pvz., „Modbus“ ir „OPC UA“, pasižymi puikiu suderinamumu ir įrenginių suderinamumu, todėl puikiai tinka-scenarijoms, kai reikia susisiekti su keliais įrenginiais.
Proceso žingsniai
Prieš pasirenkant tinkamą pramoninį autobusą, rekomenduojama atlikti šiuos veiksmus:
① Reikalavimų analizė: Visapusiškai apsvarstykite gamybos procesą, įrangos reikalavimus ir kitus specifinius poreikius, kad išsiaiškintumėte specifines pramoninės magistralės charakteristikas.
② Rinkos tyrimas: Įgykite išsamų supratimą apie įvairių pramoninių autobusų funkcijas, taikymo scenarijus, rinkos dalį ir išlaidas. Informacijos galima gauti skaitant atitinkamas ataskaitas, dalyvaujant pramonės parodose ir konsultuojantis su specialistais.
③ Pardavėjo įvertinimas: susisiekimas su įvairiais pramoninių autobusų tiekėjais padės geriau suprasti kiekvieno iš jų teikiamas našumą, techninę pagalbą ir kitas paslaugas.
④ Techninis patvirtinimas: atlikdami praktinį patvirtinimą ir testavimą, palyginkite skirtingų sistemos pramoninių magistralių veikimą ir patikimumą (remiantis tokiais rodikliais kaip magistralės perdavimo ciklas, laikrodžio ciklas, veikimo dažnis ir magistralės pralaidumas), kad pasirinktumėte optimalų sprendimą.
Taškai, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį
Pasirinkę tinkamą pramoninį autobusą, atkreipkite dėmesį į šiuos aspektus:
① Įrenginio suderinamumas: įsitikinkite, kad įrenginiai yra suderinami su pasirinkta pramonine magistrale ir palaiko atitinkamus ryšio protokolus.
② Topologija: pasirinkite tinkamą magistralės topologiją{0}}, pvz., magistralę, žvaigždę, medį arba žiedą-, atsižvelgdami į sistemos reikalavimus.
③ Veiksminga priežiūra: supraskite pramoninės magistralės priežiūros ir trikčių šalinimo procedūras ir tinkamai suplanuokite bei valdykite pramoninių autobusų tinklą, kad užtikrintumėte stabilų ir patikimą ryšį.
Galiausiai, rinkdamiesi pramoninį autobusą, atsižvelkite į ilgalaikį{0}}planavimą ir mastelį, kad išvengtumėte dažno keitimo ir atnaujinimo.