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工业以太网与现场总线技术各自都有哪些优缺点?
各位朋友好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题。在现代工业控制系统中都以集成控制为主,在集成控制中都需要各种各样的通信方式,这才形成了profibus总线、Modbus总线、CanOpen总线等各种现场总线。而工业以太网则是应用在工业控制领域中的以太网技术,下面与朋友们针对工业以太网和现场总线进行一些探讨。
工业以太网的优点和缺点
朋友们都知道工业以太网是一个建立在屏蔽的、同轴双绞线的电气网络,它也可以用光纤作为网络导线的光网络。工业以太网是由国际标准IEEE802.3定义的,
首先从传输的速率来说要比现场总线快的多,比如目前以太网的传输速率都在10 Mb/s或100 Mb/s,甚至有的都达到了1Gb/s的速率了,而现场总线的速率目前还是停留在12Mb/s。
其次这种工业以太网从它的资源共享能力来说是很强大的,只要连接互联网的任何一台计算机上我们都能都对工业控制现场的数据进行观看,这样能够实现“控管一体化”的控制管理模式,这是现场总线无法做到的。
再次,工业以太网具有很大的发展潜力,它在技术升级方面不需要单独的投入成本,现在比较流行的工业机器人控制技术、智能制造技术等都有赖于更高的传输速率和更灵活的通信协议,那么工业以太网正好能满足这方面的要求,对于现场总线来说则就无能为力了。
总之工业以太网技术具有价格低廉、稳定可靠、通信速率高、软硬件产品比较多、应用非常广泛并且技术成熟度高等很多优点。
现场总线的优点和缺点
我们知道现场总线曾经给工业自动化控制带来异常深层次的改变,我认为现场总线的缺点越来越凸显出来了,主要是由于现场总线种类比较多,比如有profibus总线、Modbus总线、CanOpen总线等各种现场总线这就造成了多种现场总线互不兼容,因为它们之间的通信协议都是不一样的这就造成了不同现场总线中的控制器之间不能实现高速的实时数据传输,它也就不能够满足工业控制网络不断增长的要求了。
通过工业以太网技术与现场总线技术两者的比较,我认为工业以太网技术对现场总线技术有着碾压性的优势,从今后的发展潜力来看工业以太网技术更具有很大的优势。
以上就是我对这个问题的看法。欢迎朋友们参与讨论,敬请关注电子及工控技术,感谢点赞。
现如今,随着“工业4.0”战略的展开,计算机技术、通讯技术、IT技术的发展已经渗入到工控领域,其中最主要的表现就是工业现场总线技术和工业以太网技术。其中工业现场总线技术,特别是以太网技术的广泛使用,为自动化技术带来了深刻变革。那么,工业以太网与现场总线技术各自优缺点都有哪些呢?
现场总线
现场总线式应用在生产现场、连接智能现场设备和自动化测量控制系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它是一种工业数据总线,是自动化领域中底层数据通信网络。
控制组成
1.现场总线控制系统
它的软件是系统的重要组成部分,控制系统的软件有组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。首先选择开发组态软件、控制操作人机接口软件MMI。通过组态软件,完成功能块之间的连接,选定功能块参数,进行网络组态。在网络运行过程中系统实时采集数据、进行数据处理、计算。优化控制及逻辑控制报警、监视、显示、报表等。
2.现场总线的测量系统
其特点为多变量高性能的测量,使测量仪表具有计算能力等更多功能,由于采用数字信号,具有高分辨率,准确性高、抗干扰、抗畸变能力强,同时还具有仪表设备的状态信息,可以对处理过程进行调整。
3.设备管理系统
可以提供设备自身及过程的诊断信息、管理信息、设备运行状态信息(包括智能仪表)、厂商提供的设备制造信息。
4.总线系统计算机服务模块
以客户机/服务器模式是目前较为流行的网络计算机服务模式。服务器表示数据源(提供者),应用客户机则表示数据使用者,它从数据源获取数据,并进一步进行处理。客房机运行在PC机或工作站上。服务器运行在小型机或大型机上,它使用双方的智能、资源、数据来完成任务。
5.数据库
它能有组织的、动态的存储大量有关数据与应用程序,实现数据的充分共享、交叉访问,具有高度独立性。工业设备在运行过程中参数连续变化,数据量大,操作与控制的实时性要求很高。因此就形成了一个可以互访操作的分布关系及实时性的数据了系统。
6.网络系统的硬件与软件
网络系统硬件:系统管理主机、服务器、网关、协议变换器、集线器、用户计算机等底层智能化仪表
网络系统软件:NetWarc、LAN Mangger、Vines
服务器操作软件:Lenix、os/2、windowNT、应用软件数据库、通信协议、网络管理协议等。
总线分类
目前世界上存在着大约四十余种现场总线,这些现场总线大都用于过程自动化、医药领域、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域,目前的工业总线网络可归为三类:485网络、HART网络、FieldBUS现场总线网络。
485网络:RS485/MODBUS是现在流行的一种工业组网方式,其特点是实施简单方便,而且现在支持RS485的仪表又特别多。现在的仪表商也纷纷转而支持RS485/MODBUS,原因很简单,RS485的转换接口不仅便宜得而且种类繁多。至少在低端市场上,RS485/MODBUS仍将是最主要的工业组网方式。
HART网络:HART是由艾默生提出的一个过度性总线标准,主要特征是在4-20毫安电流信号上面叠加数字信号,但该协议并未真正开放,要加入他的基金会才能拿到协议,而加入基金会要一定的费用。HART技术主要被国外几家大公司垄断,近些年国内也有公司在做,但还没有达到国外公司的水平。现在有很多智能仪表带有[HART圆卡],支持HART通讯功能。但从国内情况来看,还没有真正用到这部分功能来进行设备联网监控,最多只是利用手操器对其进行参数设定。从长远来看,由于HART通信速率低、组网困难等原因,HART仪表的应用将呈下滑趋势。
FieldBus现场总线网络:现场总线是当今自动化领域的热点技术之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现标志着自动化控制技术又一个新时代的开始。现场总线是连接控制现场的仪表与控制室内的控制装置的数字化、串行、多站通信的网络。其关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字化通信。现场总线技术近年来成为国际上自动化和仪器仪表发展的热点,它的出现使传统的控制系统结构产生了革命性的变化,使自控系统朝着“智能化、数字化、信息化、网络化、分散化”的方向进一步迈进,形成新型的网络通信的全分布式控制系统——现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System)。然而,到目前为止,现场总线还没有形成真正统一的标准,ProfiBus、CANbus、CC-Link等多种标准并行存在,并且都有自己的生存空间。何时统一,遥遥无期。目前,支持现场总线的仪表种类还比较少,可供选择的余地小,价格又偏高,用量也较小。
好了,以上就是关于工业以太网与现场总线技术优缺点分析的相关介绍,希望能对你有所帮助!
工业以太网和现场总线技术各自具有不同的优缺点,以下是对这两种技术的简要概述:
工业以太网:
优点:
- 基于TCP/IP的开放标准,具有良好的兼容性和互操作性。
- 传输距离长、传输速率高。
- 易于与Internet连接,方便进行远程监控和管理。
- 成本较低,易于组网,与计算机、服务器的接口方便。
缺点:
- 采用CSMA/CD协议,无法保证数据传输的实时性,是一种非确定性的网络系统。
- 安全可靠性问题,采用超时重发机制,单点故障容易扩散,可能导致整个网络系统的瘫痪。
- 对工业环境的适应能力较弱,鲁棒性和抗干扰能力有待提高。
- 在存在易燃、易爆、有毒等环境的工业现场,需要采用特殊的安全防爆技术。
现场总线技术:
优点:
- 专为工业现场设计,具有较强的抗干扰能力和鲁棒性。
- 采用确定性的网络协议,能够保证数据传输的实时性。
- 具有较强的设备诊断和管理能力,方便进行设备的维护和管理。
- 适用于恶劣的工业环境,能够在高温、高湿、强电磁干扰等环境下正常工作。
缺点:
- 不同的现场总线技术存在互不兼容的问题,导致系统集成和维护成本较高。
- 与计算机、服务器的接口不如工业以太网方便。
- 传输速率和传输距离相对有限。
总的来说,工业以太网和现场总线技术各有优劣,应根据具体的应用场景和需求来选择合适的网络技术。在需要长距离、高速传输和广泛的技术支持时,可以选择工业以太网;而在需要保证数据传输实时性、设备诊断和管理能力以及适应恶劣工业环境时,可以选择现场总线技术。
到此,以上就是小编对于都工业网的问题就介绍到这了,希望介绍关于都工业网的1点解答对大家有用。
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