Η χρήση του Industrial Ethernet γίνεται όλο και πιο διαδεδομένη και ο κλάδος εξοικειώνεται περισσότερο με το Industrial Ethernet. Σε προηγούμενα άρθρα, είχα πολλές εισαγωγές στο βιομηχανικό Ethernet. Σε αυτό το άρθρο, θα αναλύσω τους 6 κύριους τύπους Industrial Ethernet. Εάν ενδιαφέρεστε για το Industrial Ethernet, μπορείτε να διαβάσετε παρακάτω.
Επί του παρόντος, τα ευρέως χρησιμοποιούμενα βιομηχανικά πρότυπα Ethernet περιλαμβάνουν τους ακόλουθους έξι τύπους:
(1) MODBUSTCP/IP
Η Schneider Electric έχει υιοθετήσει λύσεις συνεργατικού αυτοματισμού βασισμένες στο Industrial Ethernet- ως στρατηγική ανάπτυξής της. Τα συστήματα MODBUS μπορούν εύκολα να αναβαθμιστούν σε MODBUSTCP/IP χωρίς να χρειάζεται οι χρήστες να επανεπενδύσουν στο αρχικό σύστημα. Σε περίπτωση χρήσης σειριακής σύνδεσης MODBUS, π.χ. RS485, μπορούν να παρέχονται αντίστοιχα προϊόντα για την ενημέρωση ή την αναβάθμιση του υπάρχοντος συστήματος MODBUS σε MODBUSTCP/IP πολύ εύκολα. Εάν χρησιμοποιούνται άλλα δίκτυα, είναι επίσης δυνατή η ενσωμάτωση ή η αναβάθμιση σε ένα σύστημα Ethernet εφαρμόζοντας την αντίστοιχη πύλη.
(2) Ethernet/IP
Το Ethernet/IP είναι ένα πρωτόκολλο επιπέδου βιομηχανικής εφαρμογής για εφαρμογές βιομηχανικού αυτοματισμού. Είναι ένα βιομηχανικό πρωτόκολλο Ethernet που δημιουργήθηκε από την Rockwell Automation, το οποίο προωθεί κυρίως το ControlNet fieldbus, για την είσοδο του Ethernet στον τομέα του αυτοματισμού. Είναι χτισμένο στα τυπικά πρωτόκολλα UDP/IP και TCP/IP και χρησιμοποιεί σταθερό υλικό και λογισμικό Ethernet για να ορίσει ένα πρωτόκολλο επιπέδου εφαρμογής για τη διαμόρφωση, την πρόσβαση και τον έλεγχο εξοπλισμού βιομηχανικού αυτοματισμού. Το πρωτόκολλο Ethernet/IP αποτελείται από τρία μέρη: IEEE802.3 Physical Layer, Data Link Layer Standard Protocol και Control and Information Protocol (CIP).
(3) EthernetPOWERLINK
Το EthernetPOWERLINK είναι μια τεχνολογία για την επίλυση του προβλήματος της-μετάδοσης δεδομένων σε πραγματικό χρόνο στον τομέα του βιομηχανικού ελέγχου και της απόκτησης δεδομένων στο τυπικό μέσο Ethernet. Το EthernetPOWERLINK έχει την υψηλή-ταχύτητα και την ανοιχτή διεπαφή του Ethernet, καθώς και τον καλό ορισμό δεδομένων SDO και PDO του CANopen στον τομέα της βιομηχανίας, πράγμα που σημαίνει ότι το POWERLINK είναι η καλύτερη λύση στο πρόβλημα της μετάδοσης δεδομένων σε πραγματικό χρόνο στο Ethernet, και μπορεί να ειπωθεί ότι το POWERLINK είναι η καλύτερη λύση για τη μετάδοση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο{4} Ethernet. Κατά μία έννοια, το POWERLINK είναι το CANopen στο Ethernet. Το φυσικό επίπεδο και το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων χρησιμοποιούν μέσα Ethernet, ενώ το επίπεδο εφαρμογής διατηρεί την αρχική δομή του λεξικού αντικειμένων SDO και PDO.
(4) PROFInet
Το PROFINET είναι μια νέα γενιά προτύπων διαύλου αυτοματισμού που βασίζεται στη βιομηχανική τεχνολογία Ethernet που εισήχθη από τον Διεθνή Οργανισμό PROFIBUS. Το PROFINET περιλαμβάνει τα τρέχοντα καυτά θέματα στον αυτοματισμό, όπως το Ethernet σε πραγματικό χρόνο, τον έλεγχο κίνησης, τον κατανεμημένο αυτοματισμό, την αστοχία-ασφαλή και την ασφάλεια δικτύου, κ.λπ., και ως τεχνολογία πολλαπλών-προμηθευτών, είναι πλήρως συμβατό με το βιομηχανικό Ethernet και το υπάρχον fieldbus (π.χ. η αυτοματοποίηση του PROFIBUS είναι δυνατή η πλήρης ενσωμάτωση στην τεχνολογία PROFIBUS). σύστημα αυτοματισμού και να είναι σε θέση να παρέχει την καλύτερη λύση για τον αυτοματισμό. PROFIBUS) για την προστασία των υφιστάμενων επενδύσεων.
(5) SERCOSIII
Το Sercos (SerialRealTimeCommunicaTIonSystem) είναι δημοφιλές στον τομέα των εφαρμογών αυτοματισμού εργοστασίων (κατάλληλο για μηχανολογία και κατασκευές) για περισσότερα από 25 χρόνια. Το sercsIII είναι ένα-πρωτόκολλο τρίτης γενιάς που αναπτύχθηκε το 2003. Αυτό το εξαιρετικά αποτελεσματικό και ντετερμινιστικό πρωτόκολλο επικοινωνίας ενσωματώνει την-ανταλλαγή δεδομένων σε πραγματικό χρόνο της διεπαφής Sercos με Ethernet. Το SERCOSIII είναι ένας συνδυασμός των αποδεδειγμένων μηχανισμών επικοινωνίας του SERCOS και του Industrial Ethernet, με τα χαρακτηριστικά του OS σε πραγματικό χρόνο{6} τα χαρακτηριστικά του Ethernet.
(6) EtherCAT
Αρχικά αναπτύχθηκε από την Pepperl+Fuchs Automation GmbH, το EtherCAT θέτει νέα πρότυπα για απόδοση-σε πραγματικό χρόνο και ευελιξία τοπολογίας, ενώ ταυτόχρονα ανταποκρίνεται και ακόμη και μειώνει το κόστος χρήσης fieldbus. Το etherCAT χαρακτηρίζεται από-συγχρονισμό συσκευών υψηλής ακρίβειας, προαιρετικό πλεονασμό καλωδίων και λειτουργικό πρωτόκολλο ασφαλείας (SIL3).
Ανάλογα με τον τρόπο υλοποίησης των υποτελών συσκευών, το Industrial Ethernet μπορεί να κατηγοριοποιηθεί σε τρεις τύπους:
Τύπος 1:Χρήση υλικού γενικής χρήσης και του τυπικού πρωτοκόλλου TCP/IP. Τα Modbus/TCP, PROFInet/CbA και Ethernet/IP χρησιμοποιούν όλα αυτήν την προσέγγιση. Χρησιμοποιώντας το τυπικό πρωτόκολλο TCP/IP και έναν-ελεγκτή Ethernet γενικής χρήσης, όλα τα δεδομένα πραγματικού-χρόνου (π.χ. δεδομένα διεργασίας) και τα δεδομένα μη-πραγματικού- χρόνου (π.χ. δεδομένα διαμόρφωσης παραμέτρων) μεταδίδονται μέσω του πρωτοκόλλου TCP/IP. Τα πλεονεκτήματα είναι το χαμηλό κόστος, η εύκολη υλοποίηση και η πλήρης συμβατότητα με το τυπικό Ethernet. Ορισμένα προϊόντα ενδέχεται να αλλάξουν ή να βελτιστοποιήσουν το πρωτόκολλο TCP/IP για καλύτερη απόδοση σε συγκεκριμένες υλοποιήσεις, αλλά η απόδοση σε πραγματικό χρόνο περιορίζεται πάντα από την υποκείμενη δομή.
Τύπος II:η χρήση υλικού γενικής χρήσης-και ο ορισμός των πρωτοκόλλων μετάδοσης δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Το EthernetPowerlink, PROFInet/RT υιοθετεί αυτήν την προσέγγιση. Υιοθετεί έναν ελεγκτή Ethernet γενικής-χρήσης, αλλά δεν χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο TCP/IP για τη μετάδοση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Αντίθετα, ορίζει ένα εξειδικευμένο-πρωτόκολλο μετάδοσης δεδομένων πραγματικού χρόνου που περιλαμβάνει ένα επίπεδο-πραγματικού χρόνου για τη μετάδοση δεδομένων με υψηλές απαιτήσεις πραγματικού-χρόνου και η στοίβα πρωτοκόλλου TCP/IP μπορεί να εξακολουθεί να υπάρχει για τη μετάδοση δεδομένων μη{10}}πραγματικού{{11} χρόνου, αλλά η ανάγνωση του Ethernet περιορίζεται από το επίπεδο πραγματικού{12}}χρόνου για τη βελτίωση της απόδοσης σε πραγματικό χρόνο. Τα πλεονεκτήματα αυτής της αρχιτεκτονικής είναι η υψηλότερη-απόδοση σε πραγματικό χρόνο και η συμβατότητα υλικού με-Ethernet γενικής χρήσης.
Τύπος III:Χρησιμοποιώντας αποκλειστικό υλικό και προσαρμοσμένα{0}}πρωτόκολλα μετάδοσης δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. etherCAT, PROFInet/IRT, SERCOS-III χρησιμοποιούν αυτήν την προσέγγιση. Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιεί έναν αποκλειστικό ελεγκτή Ethernet εκτός από τη δεύτερη κατηγορία για περαιτέρω βελτιστοποίηση της απόδοσης. Το πλεονέκτημα είναι η υψηλή απόδοση σε πραγματικό χρόνο, αλλά το μειονέκτημα είναι το υψηλό κόστος και η ανάγκη χρήσης ιδιόκτητου τσιπ πρωτοκόλλου, διακόπτες κ.λπ..