1 버스 프로토콜은 무엇입니까?
FieldBus (FieldBus)는 1980 년대 후반, 1990 년대 초반, 프로세스 자동화, 제조 자동화, 건물 자동화 및 지능형 장비 상호 연결 통신 네트워크 분야의 기타 영역을위한 FieldBus 기술 형성의 국제 개발입니다. 이 제품은 공장 디지털 커뮤니케이션 네트워크의 기초 역할을하며 생산 공정 사이트와 제어 장치간에 통신하고 더 높은 제어 및 관리 수준과의 연결. 풀뿌리 네트워크 일뿐 만 아니라 개방형 새로운 완전히 분산 된 제어 시스템이기도합니다. 통합 기술의 주요 컨텐츠 인이 지능적인 감지, 제어, 컴퓨터, 디지털 커뮤니케이션 및 기타 기술은 전 세계적으로주의를 기울이고 자동화 기술 개발을위한 핫스팟이되었으며 자동화 시스템 및 장비의 구조에 깊은 변화를 가져올 것입니다. Fieldbus 장비의 작업 환경은 공정 장비의 맨 아래에 있으며, 공장 장비 수준의 기본 통신 네트워크로서 간단한 프로토콜, 강력한 결함 허용, 우수한 보안 및 저렴한 비용의 특성을 가져야합니다. 어느 정도의 시간 확실성과 높은 실시간 요구 사항이 있으며, 안정적인 네트워크로드의 특성이 있으며 대부분은 프레임 전송 및 빈번한 정보 교환이 있습니다. 위의 특성으로 인해 네트워크 구조에서 통신 기술에 이르기까지 FieldBus 시스템은 다른 상위 고속 데이터 통신 네트워크 특성을 갖습니다.
현재 국제 경기장에는 40 가지 이상의 필드 버스가 있지만 전송 데이터의 크기에 따라 모든 응용 프로그램 표면을 덮을 수있는 필드 버스는 하나는 없습니다 : 센서 버스 (Sensorbus), 비트 전송에 속하는; 바이트 변속기에 속하는 장치 버스 (DeviceBus); 데이터 스트림 전송에 속하는 현장 버스.
FieldBus 기술은 주요 문제를 실현하고, Automation Industry의 제조업체를 FieldBus 커뮤니케이션 프로토콜의 기술 표준을 준수하는 것입니다. 제조업체는 표준 제품에 따라 태어날 수 있으며, 시스템 통합자는 다양한 제품의 표준에 따라 시스템을 구성 할 수 있습니다. 이것은 FieldBus 표준의 문제를 제기합니다.
FieldBus 기술을 알고있는 국제적으로 유명한 자동화 제품 및 현장 장비 제조업체는 미래의 개발 방향이며, 기업의 동맹, 시장에 자체 버스 표준 및 제품을 도입하여 사용자를 배양하고, 영향을 확대하며, Fieldbus 국제 표준을 개발하기 위해 국제 표준 조직을 적극적으로 지원했습니다. 미래의 국제 표준에서 자체 버스 기술 표준을 만들 수 있는지 여부는 많은 구성 요소, 회사 관련 제품, 사용자 신뢰의 미래 및 기업 평판 간의 관계를 갖습니다. 그리고 역사적 경험은 국제 표준이 시장에서 하나 이상의 성공적인 기술을 기반으로한다는 것을 증명했습니다. 따라서 경쟁에서 Fieldbus International 표준 개발에있어 주요 국제 기업은 기술 경쟁에서 회사의 주요 위치를 반영하지만 궁극적으로 경쟁의 시장 강점에 달려 있습니다. FieldBus는 시작점을 고려합니다.
현장 통신 네트워크, 현장 장치 인터, 상호 운용성, 분산 기능 블록, 통신 라인 전원 공급 장치, 개방 상호 연결 네트워크
2 Fieldbus의 특성
1, 강화 된 필드 레벨 정보 통합 기능
FieldBus는 현장 장비로부터 많은 양의 풍부한 정보를 얻을 수 있으며, 공장 자동화 및 CIMS 시스템 정보 통합의 요구 사항을 더 잘 충족시킬 수 있습니다. FieldBus는 디지털 커뮤니케이션 네트워크이며 단순히 4-20 MA 신호를 대체하는 것이 아니라 장비, 결함, 매개 변수 정보 전송 상태를 달성합니다. 원격 제어를 완료하는 것 외에도 시스템은 원격 매개 변수화 작업을 완료 할 수 있습니다. 이 시스템은 원격 제어 외에도 원격 매개 변수화 작업을 수행 할 수도 있습니다.
2, 개방형, 상호 운용성, 상호 교환 성, 통합성.
다른 제조업체의 제품이 동일한 버스 표준을 사용하는 한 상호 운용 가능하고 상호 교환 가능하므로 장비의 통합이 양호합니다. 이 시스템은 개방되어있어 다른 제조업체가 제어 알고리즘, 프로세스, 공식 등과 같은 제어 기술에 대한 자체 전문 지식을 제공 할 수있게되므로 공통 시스템에 통합되어 시장은 모니터링 시스템의 많은 산업 지향적 기능을 갖습니다.
3, 시스템은 신뢰성이 높고 유지 가능합니다
FieldBus 기반 자동화 모니터링 시스템은 대규모 I/O 시스템의 경우 일대일 I/O 배선 대신 버스 연결을 사용하여 배선 지점으로 인한 신뢰성을 줄입니다. 동시에, 시스템에는 현장 장비의 온라인 결함 진단, 경보 및 레코드 기능이 있으며, 필드 장비의 원격 매개 변수 설정 및 수정 및 기타 매개 변수화 작업을 완료 할 수 있으며, 이는 시스템의 유지 보수성을 향상시킬 수 있습니다.
4, 시스템 및 엔지니어링 비용 감소
대규모 대규모 I/O 분산 시스템의 경우 많은 케이블, I/O 모듈 및 케이블 레이어링 엔지니어링 비용을 제거하여 시스템 및 엔지니어링 비용을 줄입니다.
3 일반 필드 버스 네트워크 구조
FieldBus 프로토콜은 개방형 시스템 연결을위한 ISO 참조 모듈 (OSI-RM)을 기반으로합니다. 그러나 층 1, 2 및 7 만 사용되며 실시간 고려 사항으로 인해 층 3 내지 6이 사용되지 않습니다. 한편, 새로 정의 된 사용자 계층은 응용 프로그램 계층 위에 배치됩니다.
레이어는 다음과 같이 정의됩니다
레이어 1 :물리적 층은 4-20 ma 표준에 대한 대안 인 FieldBus의 통신 매체를 정의합니다.
레이어 2 :데이터 링크 계층은 장치간에 발생하는 통신을 모니터링하고 통신 오류를 감지하는 데 사용됩니다.
레이어 3 :응용 프로그램 계층은 프로세스 제어를 위해 모든 네트워크 된 장치에서 해석 할 수있는 정보를 형성하고 사용자 계층에 대한 인터페이스를 제공하기 위해 통신 데이터 형식을 표준화합니다.
레이어 4 :사용자 계층은 별도의 플랜트 영역과 관련이 있으며 추가 응용 프로그램을위한 환경을 제공합니다. 고급 제어 기능에 대한 인터페이스가 있습니다.
4 프로피넷
Profinet 네트워크와 외부 장치 간의 통신은 Profinet을 통해 실현됩니다.
Profinet IO는 필드 연결 외부 장치의 통신 기능을 정의하며 캐스케이드의 실시간 개념을 기반으로합니다. Profinet IO는 컨트롤러 ( "마스터 기능"을 갖는 장치)와 다른 장치 ( "슬레이브 기능"이 포함 된 장치) 간의 완전한 데이터 교환, 매개 변수화 및 진단 기능을 정의합니다. Profinet IO는 이더넷에 연결된 장치 간의 빠른 데이터 전송을 제공하고 제공자-균수기 모델을 지원하도록 설계되었습니다. Profibus Communication 프로토콜을 지원하는 장치는 IO-Proxy의 필요없이 Profinet 네트워크에 원활하게 연결할 수 있습니다. 장치 개발자는 상업적으로 이용 가능한 이더넷 컨트롤러를 활용하여 Profinet-IO 장치를 개발할 수 있습니다.
Profinet IO는 여러 MS의 네트워크주기 시간이있는 시스템에 적합합니다.
Profinet IO 시스템에는 다음 유형의 장치가 포함됩니다.
자동화의 작업 작업을 제어하는 IO 컨트롤러.
일반적으로 필드 장치 인 IO 장치는 IO 컨트롤러에 의해 제어되고 모니터링됩니다. IO 장치는 여러 모듈 또는 하위 모듈로 구성 될 수 있습니다.
IO 모니터는 매개 변수를 설정하고 개별 모듈의 상태를 진단 할 수있는 PC 소프트웨어입니다.
Profinet IO는 IO 컨트롤러와 IO 장치 사이에 응용 프로그램 관계 (AR)를 설정하여 매개 변수 전송, 순환 데이터 교환 및 경고 처리와 같은 다양한 특성을 갖는 통신 관계 (CR)를 정의합니다.
IO 장치의 특성은 GSDML (GSD Markup Language)의 GSD (General Station Description) 파일의 장치 제조업체에 의해 설명되며, PC 모니터링 소프트웨어에 Profinet 구성을 계획하는 데 필요한 기본 정보를 제공합니다.
5 Cclink
CCLINK에는 CCLINK, CCLINK IE, CC-LINK IE FIELD BASIC의 세 가지 버스가 있습니다. CC-Link IE Field Basic 만 지원합니다. Cclink는 485 Twisted-Pair와 유사하며, 즉, 기가비트 이더넷은 일반 TCP로 이동할 수 없습니다. 즉, 기본은 표준 이더넷입니다.
CC-Link (Control & Communication Link, Control and Communication Link System)는 Mitsubishi Electric의 새로 출시 된 Open FieldBus, 데이터 용량, 통신 속도 멀티 레벨 선택 가능이며 장치 계층 기반 네트워크이지만 더 높은 수준의 제어 계층과 감지 계층의 낮은 수준을 커버 할 수 있습니다. 일반적으로 CC-Link 전체 레이어 네트워크는 1 명의 마스터와 64 개의 노예로 구성 될 수 있습니다. 네트워크의 마스터는 PLC에 의해 작동되며 슬레이브는 원격 I/O 모듈, 특수 기능 모듈, CPU 및 PLC가있는 로컬 스테이션, 인간-기계 인터페이스, 주파수 변환기 및 모든 종류의 측정 기기, 밸브 및 기타 현장 기기 장치 일 수 있습니다.
슬레이브 스테이션은 원격 I/O 모듈, 특수 기능 모듈, CPU 및 PLC가있는 로컬 스테이션, HMI, 인버터 및 다양한 측정 기기, 밸브 및 기타 현장 계측 장치 일 수 있습니다. CC-Link의 고속 데이터 전송 속도는 최대 10MB/s입니다. CC-Link의 기본 통신 프로토콜은 고속 데이터 전송 속도입니다. CC-Link의 기본 통신 프로토콜은 Rs 485를 따릅니다. 일반적으로 CC-Link는 주로 방송을위한 통신 방법을 채택하며 CC-Link는 마스터 스테이션, 로컬 스테이션 및 지능형 장치 스테이션 간의 즉각적인 통신을 지원합니다.
2005 년 7 월, CC-Link는 중국 국가 표준위원회에 의해 중국 국가 표준의 기술 문서로 승인되었습니다.
CC-Link 네트워크에는 완벽한 RA (신뢰성, 가용성, 서비스 가능성) 기능이 있습니다. CC-Link 네트워크에는 완벽한 RAS (신뢰성, 가용성, 서비스 가능성) 기능, 즉 자동 반환, 컷오프 슬레이브, 링크 릴레이/레지스터에 의한 오류 감지가 있습니다.
6 이더넷
이더넷/IP는 산업 자동화 애플리케이션을위한 산업 애플리케이션 계층 프로토콜입니다. 표준 TCP/IP 프로토콜 위에 구축되었으며 고정 된 이더넷 하드웨어 및 소프트웨어를 사용하여 산업 자동화 장치를 구성, 액세스 및 제어하기위한 애플리케이션 계층 프로토콜을 정의합니다.
이더넷/IP는 이더넷 노드를 특별한 방식으로 사전 정의 된 장치 유형으로 나눕니다. 이더넷/IP 애플리케이션 계층 프로토콜은 CIP (Control and Information Protocol) 레이어를 기반으로하며 산업 바닥에서 엔터프라이즈 네트워크까지 완벽하게 통합 된 시스템을 제공합니다. 이더넷/IP는 모든 기존의 이더넷 프로토콜을 사용하며 표준 이더넷 기술을 기반으로 구축됩니다. 이는 이더넷/IP가 모든 표준 이더넷 장치에서 투명하게 작동한다는 것을 의미합니다. 더 중요한 것은, 이더넷/IP가 표준 이더넷 기술 플랫폼을 기반으로한다는 사실은 후자가 발전함에 따라 전자가 진화 할 수 있도록 보장한다. Pro-Ethernet/IP 커뮤니티는 포괄적이고 강력한 표준을 제작하기 위해 노력하고 있으며, 이더넷/IP 작업은 사용자 정의 사양 및 공인 테스트 실험실의 포괄적 인 테스트를 포함하여 여러 배포자가 수행하고 있습니다.
7 Ethercat
EtherCat (이더넷 제어 자동화 기술)은 개방형 아키텍처, 이더넷 기반 FieldBus 시스템으로, CAT라는 이름은 제어 자동화 기술의 약어입니다. Ethercat은 독일의 Beckhoff가 처음 개발 한 결정 론적 산업 이더넷입니다.
EtherCat은 선형, 트리, 링 및 스타와 같은 모든 장치 연결 토폴로지를 지원하며 물리적 매체는 100Base-TX 표준 이더넷 케이블 또는 광섬유 케이블 일 수 있습니다. 100Base-TX 케이블을 사용하면 스테이션 간의 거리는 최대 100m 일 수 있습니다. 최대 65,535 개의 장치를 전체 네트워크에 연결할 수 있습니다. 전체 네트워크는 최대 65,535 개의 장치를 연결할 수 있습니다. 빠른 이더넷 전이중 통신 기술을 사용하여 마스터 슬레이브 링 구조가 형성됩니다.