Η ενσύρματη τεχνολογία επικοινωνίας μεταξύ των συσκευών βιομηχανικού ελέγχου είναι μία από τις βασικές τεχνολογίες για την υλοποίηση της βιομηχανικής αυτοματοποίησης και της ευφυούς κατασκευής. Με την ταχεία ανάπτυξη της βιομηχανίας 4. Τα παρακάτω είναι μια λεπτομερής εισαγωγή στις κύριες ενσύρματες τεχνολογίες επικοινωνίας μεταξύ των βιομηχανικών συσκευών ελέγχου.
1. Τεχνολογία επικοινωνίας
Η τεχνολογία σειριακής επικοινωνίας είναι μία από τις πιο βασικές τεχνολογίες επικοινωνίας, που χρησιμοποιούνται ευρέως στον τομέα του βιομηχανικού ελέγχου. Συνειδητοποιεί την αποστολή και τη λήψη δεδομένων μέσω μιας γραμμής δεδομένων (TX) και μιας γραμμής λήψης (RX). Υπάρχουν κυρίως οι ακόλουθες τεχνολογίες σειριακής επικοινωνίας:
1.1 RS -232: RS -232 Είναι ένα τυπικό πρωτόκολλο σειριακής επικοινωνίας που χρησιμοποιείται ευρέως σε υπολογιστές, εκτυπωτές, μόντεμ και άλλες συσκευές. Έχει ρυθμό μετάδοσης μέχρι 115,2kbps και μέγιστη απόσταση μετάδοσης έως και 15 μέτρων.
1.2 RS -485: RS -485 είναι ένα διαφορικό πρωτόκολλο σειριακής επικοινωνίας, το οποίο έχει τα πλεονεκτήματα της ισχυρής ικανότητας κατά της παρεμβολής και της μακράς απόστασης μετάδοσης. Ο ρυθμός μετάδοσης μπορεί να είναι έως και 10Mbps και η μακρύτερη απόσταση μετάδοσης μπορεί να είναι έως και 1200 μέτρα.
1.3 USB: Το USB (Universal Serial Bus) είναι μια σειριακή τεχνολογία επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας, που χρησιμοποιείται ευρέως σε υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα, κάμερες και άλλες συσκευές. Έχει ρυθμό μετάδοσης έως και 5GBPs και μέγιστη απόσταση μετάδοσης έως και 5 μέτρων.
2. Τεχνολογία πεδίου
Η τεχνολογία FieldBus είναι μια ενσύρματη τεχνολογία επικοινωνίας ειδικά σχεδιασμένη για τον τομέα του βιομηχανικού ελέγχου, η οποία χαρακτηρίζεται από υψηλό σε πραγματικό χρόνο, υψηλή αξιοπιστία και καλή επεκτασιμότητα. Υπάρχουν κυρίως οι ακόλουθες τεχνολογίες πεδίου λεωφορείων:
2.1 PROFIBUS: Το PROFIBUS είναι ένα είδος τεχνολογίας fieldbus που αναπτύχθηκε από τη Siemens of Germany, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως σε εξοπλισμό αυτοματισμού, κινήσεις, αισθητήρες και ούτω καθεξής. Έχει ρυθμό μετάδοσης έως και 12 Mbps και μέγιστη απόσταση μετάδοσης έως και 100 μέτρων.
2.2 CAN: Το CAN (Controller Area Network) είναι μια τεχνολογία FieldBus με βάση την εκπομπή με τα πλεονεκτήματα υψηλής και υψηλής αξιοπιστίας σε πραγματικό χρόνο και υψηλή αξιοπιστία. Ο ρυθμός μετάδοσης είναι έως 1Mbps και η μεγαλύτερη απόσταση μετάδοσης είναι έως και 10 χιλιόμετρα.
2.3 Ethernet: Η Ethernet είναι μια τεχνολογία FieldBus που βασίζεται στο πρωτόκολλο TCP/IP, με υψηλή ταχύτητα, υψηλή αξιοπιστία και άλλα πλεονεκτήματα. Ο ρυθμός μετάδοσης του μπορεί να είναι έως και 100GBPS και η μακρύτερη απόσταση μετάδοσης μπορεί να είναι έως και 100 μέτρα.
3. Βιομηχανική τεχνολογία Ethernet
Η βιομηχανική τεχνολογία Ethernet είναι μια ενσύρματη τεχνολογία επικοινωνίας με βάση το Ethernet με τα πλεονεκτήματα της υψηλής ταχύτητας, της υψηλής αξιοπιστίας και της εύκολης επέκτασης. Υπάρχουν κυρίως οι ακόλουθοι τύποι βιομηχανικής τεχνολογίας Ethernet:
3.1 Profinet: Το Profinet είναι μια βιομηχανική τεχνολογία Ethernet που αναπτύχθηκε από τη Siemens της Γερμανίας, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως σε εξοπλισμό αυτοματισμού, κινήσεις, αισθητήρες και ούτω καθεξής. Έχει ρυθμό μετάδοσης έως και 100Mbps και μέγιστη απόσταση μετάδοσης έως και 100 μέτρων.
3.2 Ethercat: Η EtherCat είναι μια τεχνολογία επικοινωνίας σε πραγματικό χρόνο με βάση το Ethernet με τα πλεονεκτήματα υψηλής αξιοπιστίας σε πραγματικό χρόνο και υψηλή αξιοπιστία. Ο ρυθμός μετάδοσης είναι έως και 100Mbps και η μακρύτερη απόσταση μετάδοσης είναι έως και 100 μέτρα.
3.3 MODBUS TCP: Το MODBUS TCP είναι μια βιομηχανική τεχνολογία Ethernet που βασίζεται στο πρωτόκολλο TCP/IP, το οποίο έχει τα πλεονεκτήματα της καλής συμβατότητας και της εύκολης επέκτασης. Ο ρυθμός μετάδοσης είναι έως και 100Mbps και η μακρύτερη απόσταση μετάδοσης είναι έως και 100 μέτρα.
4. Τεχνολογία επικοινωνίας οπτικών προβολών
Η τεχνολογία επικοινωνίας οπτικών ινών είναι μια ενσύρματη τεχνολογία επικοινωνίας που βασίζεται σε οπτικά σήματα, η οποία έχει τα πλεονεκτήματα του υψηλού ρυθμού μετάδοσης, της ισχυρής ικανότητας κατά της παρεμβολής και της μεγάλης απόστασης μετάδοσης. Υπάρχουν κυρίως οι ακόλουθοι τύποι τεχνολογίας επικοινωνίας οπτικών ινών:
4.1 ίνα μονής λειτουργίας: Η ίνα μονής λειτουργίας είναι μια οπτική ίνα που μεταδίδει μόνο έναν μόνο τρόπο οπτικών σημάτων, με τα πλεονεκτήματα της μακράς απόστασης μετάδοσης και της ισχυρής ικανότητας κατά της παρεμβολής. Ο ρυθμός μετάδοσης μπορεί να είναι μέχρι 100GBPS και η μακρύτερη απόσταση μετάδοσης μπορεί να είναι μέχρι 100km.
4.2 Πολυτροπική ίνα: Η ίνα πολλαπλών κινών είναι ένα είδος οπτικής ίνας που μπορεί να μεταδίδει πολλαπλούς τρόπους οπτικών σημάτων, με χαμηλότερο κόστος, εύκολο στην εγκατάσταση και άλλα πλεονεκτήματα. Ο ρυθμός μετάδοσης μπορεί να είναι έως και 10GBPS και η μακρύτερη απόσταση μετάδοσης μπορεί να είναι έως και 2 χιλιόμετρα.
5. Τεχνολογία επικοινωνίας γραμμών Ισχύος
Η τεχνολογία επικοινωνίας γραμμής ισχύος είναι μια ενσύρματη τεχνολογία επικοινωνίας που χρησιμοποιεί γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας ως μέσο επικοινωνίας και έχει τα πλεονεκτήματα χαμηλού κόστους και εύκολη ανάπτυξη. Υπάρχουν κυρίως οι ακόλουθοι τύποι τεχνολογίας επικοινωνίας γραμμής ηλεκτρικής ενέργειας:
5.1 PLC: PLC (επικοινωνία γραμμής ηλεκτρικής ενέργειας) είναι μια τεχνολογία επικοινωνίας βασισμένη στη γραμμή ηλεκτρικής ενέργειας με πλεονεκτήματα όπως το χαμηλό κόστος και η εύκολη ανάπτυξη. Έχει ρυθμό μετάδοσης έως και 500 Mbps και μέγιστη απόσταση μετάδοσης έως και 300 μέτρων.
5.2 G.HN: Το G.HN είναι μια τεχνολογία επικοινωνίας που βασίζεται σε μια ποικιλία μέσων όπως οι γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας, οι τηλεφωνικές γραμμές, τα ομοαξονικά καλώδια κλπ. Έχει τα πλεονεκτήματα της καλής συμβατότητας και της εύκολης επέκτασης. Ο ρυθμός μετάδοσης είναι έως 1GBPS και η μακρύτερη απόσταση μετάδοσης είναι έως και 300 μέτρα.
6. Άλλες ενσύρματες τεχνολογίες επικοινωνίας
Εκτός από τις παραπάνω αρκετές σημαντικές τεχνολογίες επικοινωνίας ενσύρματων, υπάρχουν κάποιες άλλες ενσύρματες τεχνολογίες επικοινωνίας που έχουν ορισμένες εφαρμογές στον τομέα του βιομηχανικού ελέγχου, όπως:
6.1 I2C: I2C (ενσωματωμένο κύκλωμα) είναι μια τεχνολογία επικοινωνίας με βάση το λεωφορείο που χρησιμοποιείται ευρέως σε μικροελεγκτές, αισθητήρες και άλλες συσκευές. Έχει ρυθμό μετάδοσης μέχρι 400kbps και μέγιστη απόσταση μετάδοσης έως 1 μέτρου.
6.2 SPI: Το SPI (σειριακή περιφερειακή διεπαφή) είναι μια τεχνολογία επικοινωνίας που βασίζεται σε λειτουργία master-slave, που χρησιμοποιείται ευρέως σε μικροελεγκτές, οδηγούς και άλλες συσκευές. Ο ρυθμός μετάδοσης είναι έως και 50Mbps και η μεγαλύτερη απόσταση μετάδοσης είναι έως και 10 μέτρα.