工業網路
安裝在工業生產中的通信系統
工業網路是指安裝在工業生產環境中的一種全數字化、雙向、多站的通信系統。
具體有以下三種類型:
(1)專用、封閉型工業網路:該網路規範是由各公司自行研製,往往是針對某一特定應用領域而設,效率也是最高。但在相互連接時就顯得各項指標參差不齊,推廣與維護都難以協調。專用型工業網路有三個發展方向:①走向封閉系統,以保證市場佔有率。②走向開放型,使它成為標準。③設計專用的Gateway與開放型網路連接。
(2)開放型工業網路:除了一些較簡單的標準是無條件開放外,大部分是有條件開放,或僅對成員開放。生產商必須成為該組織的成員,產品需經過該組織的測試、認證,方可在該工業網路系統中使用。
(3)標準工業網路:符合國際標準IEC61158、IEC62026、ISO11519或歐洲標準EN50170的工業網路,它們都會遵循ISO/OSI7層參考模型。工業網路大都只使用物理層、數據鏈路層和應用層。一般工業網路的制定是根據現有的通信界面,或是自己設計通信IC,然後再依據應用領域設定數據傳輸格式。例如,DeviceNet的物理層與數據鏈路層是以CANbus為基礎,再增加適用於一般I/O點應用的應用層規範。
目前IEC61158認可的八種工業現場匯流排標準分別是:Fieldbus Type1、Profibus、ControlNet、P-NET、Foundation Fieldbus、SwiftNet、WorldFIP和Interbus。
網路技術的產生對工業控制來說有以下優點:(1)安裝布線方便;(2)模塊化;(3)易於診斷;(4)自我建構;(5)企業化管理。雖然工業控制網路有這些優點,但實際上工業控制網路的進展卻遠不及商業網路,主要原因有二:(1)工業網路標準太多。各廠商從自身利益考慮會極力推行自己的網路標準。不同的網路協議針對特定的應用領域,因而具有各自的特點,各有其存在的環境和價值。而且新的協議還在不斷產生,這樣用戶往往無所適從,擔心一旦選用了一種協議后,會被某些廠商鉗制。(2)網路化所必須增加的成本對用戶來講往往是一項沉重的負擔。所以直到現在,具有網路介面的元件還很少,運動控制器也是如此。
現有的工業控制網路可以根據其應用場合的不同分為以下幾種:
(1)SensorBus:低階網路,通常用來連接低階的感測器、執行器等現場設備,傳輸數據量最少,例如AS-i、Interbus-S。
(2)DeviceBus:它界定的範圍最廣,只要是能對網路化設備提供通信或診斷功能的都屬於這種類型。例如CANOpen、DeviceNet、LonWorks、Profibus-DP。
(3)FieldBus:通常是架構在Devicebus之上,用來傳輸大批量的數據,但傳輸速度較慢。有的也提供一些設備終端控制的功能,例如WorldFIP、Foundation Fieldbus、Profibus-PA。
(5)EnterpriseNet:企業的骨幹網路,一般為Ethernet TCP/IP。
這五類網路的連接方式是,先將同一類型的網路串接起來,然後再把不同類型的網路通過Gateway連接起來。