Het gebruik van Industrial Ethernet wordt steeds wijdverbreider en de industrie raakt steeds meer vertrouwd met Industrial Ethernet. In eerdere artikelen heb ik veel introductie gehad over industrieel Ethernet. In dit artikel ga ik dieper in op de zes belangrijkste typen Industrieel Ethernet. Als u geïnteresseerd bent in Industrial Ethernet, wilt u misschien verder lezen.
Momenteel omvatten de veelgebruikte industriële Ethernet-standaarden de volgende zes typen:
(1) MODBUSTCP/IP
Schneider Electric heeft op Industrial Ethernet-gebaseerde samenwerkingsautomatiseringsoplossingen als ontwikkelingsstrategie aangenomen. MODBUS-systemen kunnen eenvoudig worden geüpgraded naar MODBUSTCP/IP zonder dat gebruikers opnieuw in het oorspronkelijke systeem hoeven te investeren. Bij gebruik van een seriële MODBUS-verbinding, bijvoorbeeld RS485, kunnen overeenkomstige producten worden geleverd om het bestaande MODBUS-systeem zeer eenvoudig te updaten of te upgraden naar MODBUSTCP/IP. Als er andere netwerken worden gebruikt, is het ook mogelijk om een Ethernet-systeem te integreren of te upgraden door de bijbehorende gateway toe te passen.
(2) Ethernet/IP
Ethernet/IP is een industrieel applicatielaagprotocol voor industriële automatiseringstoepassingen. Het is een industrieel Ethernet-protocol gemaakt door Rockwell Automation, dat voornamelijk de ControlNet-veldbus promoot, voor de introductie van Ethernet op het gebied van automatisering. Het is gebouwd op de standaard UDP/IP- en TCP/IP-protocollen en maakt gebruik van vaste Ethernet-hardware en -software om een applicatielaagprotocol te definiëren voor het configureren, benaderen en besturen van industriële automatiseringsapparatuur. Het Ethernet/IP-protocol bestaat uit drie delen: IEEE802.3 Physical Layer, Data Link Layer Standard Protocol en Control and Information Protocol (CIP).
(3) EthernetPOWERLINK
EthernetPOWERLINK is een technologie om het probleem van real-datatransmissie op het gebied van industriële besturing en data-acquisitie op het standaard Ethernet-medium op te lossen. EthernetPOWERLINK heeft de hoge-snelheid en open interface van Ethernet, evenals de goede SDO- en PDO-datadefinitie van CANopen op het gebied van de industrie, wat betekent dat POWERLINK de beste oplossing is voor het probleem van real-datatransmissie op Ethernet, en er kan worden gezegd dat POWERLINK de beste oplossing is voor het probleem van real-datatransmissie op Ethernet Ethernet. In zekere zin is POWERLINK de CANopen op Ethernet. De fysieke laag en de datalinklaag maken gebruik van Ethernet-media, terwijl de applicatielaag de oorspronkelijke structuur van het SDO- en PDO-objectwoordenboek behoudt.
(4) PROFInet
PROFINET is een nieuwe generatie automatiseringsbusstandaarden gebaseerd op industriële Ethernet-technologie geïntroduceerd door PROFIBUS International Organization. PROFINET omvat de actuele actuele onderwerpen in de automatisering, zoals real-time Ethernet, motion control, gedistribueerde automatisering, fail- failsafe en netwerkbeveiliging, etc., en als cross-leverancierstechnologie is het volledig compatibel met het industriële Ethernet en bestaande veldbustechnologie (bijv. PROFIBUS), waardoor de automatisering volledig kan worden geïntegreerd in de automatiseringssysteem en om de beste oplossing voor de automatisering te kunnen bieden. PROFIBUS) om bestaande investeringen te beschermen.
(5) SERCOSIII
Sercos (SerialRealTImeCommunicaTIonSystem) is al ruim 25 jaar populair op het gebied van fabrieksautomatiseringstoepassingen (geschikt voor machinebouw en bouw). sercsIII is een protocol van de derde-generatie dat in 2003 werd ontwikkeld. Dit zeer efficiënte en deterministische communicatieprotocol integreert de real-data-uitwisseling van de Sercos-interface met Ethernet.SERCOSIII is een combinatie van de beproefde communicatiemechanismen van SERCOS en Industrial Ethernet, met de real-time-kenmerken van SERCOS en de kenmerken van Ethernet.
(6) EtherCAT
EtherCAT, oorspronkelijk ontwikkeld door Pepperl+Fuchs Automation GmbH, stelt nieuwe normen voor realtime prestaties en topologieflexibiliteit, en voldoet tegelijkertijd aan de kosten van veldbusgebruik en verlaagt deze zelfs. etherCAT wordt gekenmerkt door uiterst nauwkeurige apparaatsynchronisatie, optionele kabelredundantie en een functioneel veiligheidsprotocol (SIL3).
Afhankelijk van hoe de slave-apparaten zijn geïmplementeerd, kan Industrial Ethernet in drie typen worden onderverdeeld:
Type 1:Gebruik van hardware voor algemene- doeleinden en het standaard TCP/IP-protocol; Modbus/TCP, PROFInet/CbA en Ethernet/IP gebruiken allemaal deze aanpak. Met behulp van het standaard TCP/IP-protocol en een ethernetcontroller voor algemeen{2}}gebruik worden alle realtimegegevens (bijvoorbeeld procesgegevens) en niet-real-gegevens (bijvoorbeeld parameterconfiguratiegegevens) verzonden via het TCP/IP-protocol. De voordelen zijn lage kosten, eenvoudige realisatie en volledige compatibiliteit met standaard Ethernet. Sommige producten kunnen het TCP/IP-protocol wijzigen of optimaliseren voor betere prestaties in specifieke implementaties, maar real-time prestaties worden altijd beperkt door de onderliggende structuur.
Type II:het gebruik van hardware voor algemene- doeleinden en de definitie van real-protocollen voor gegevensoverdracht. EthernetPowerlink, PROFInet/RT hanteert deze aanpak. Het maakt gebruik van een Ethernet-controller voor algemene- doeleinden, maar maakt geen gebruik van het TCP/IP-protocol om realtime gegevens- te verzenden. In plaats daarvan definieert het een gespecialiseerd real{7}}protocol voor gegevensoverdracht dat een real-laag bevat voor het verzenden van gegevens met hoge realtime-vereisten, en de TCP/IP-protocolstack kan nog steeds bestaan voor het verzenden van niet-real-gegevens, maar het lezen van het Ethernet wordt beperkt door de real-laag om de realtime-prestaties te verbeteren. De voordelen van deze architectuur zijn hogere real-prestaties en hardwarecompatibiliteit met ethernet voor algemene- doeleinden.
Type III:Gebruik van speciale hardware en aangepaste realtime-protocollen voor gegevensoverdracht. etherCAT, PROFInet/IRT, SERCOS-III gebruiken deze aanpak. Deze aanpak maakt gebruik van een eigen Ethernet-controller naast de tweede categorie om de prestaties verder te optimaliseren. Het voordeel zijn de hoge real-prestaties, maar het nadeel zijn de hoge kosten en de noodzaak om een eigen protocolchip, schakelaars, enz. te gebruiken.