工业现场总线的今天和明天

文章来源:Pilz工业自动化有限公司上海代表处 发布时间:2012-12-25
随着计算机技术及工业自动化的迅速发展,工业现场总线的网络技术在各种工业自动化产品或系统上得到了广泛应用.Pilz公司作为安全自动化产品及系统的制造者和提供者,已将其网络控制技术应用于SafetyBUS p,并已成为SafetyBUS p 国际俱乐部的成员.

随着计算机技术及工业自动化的迅速发展,工业现场总线的网络技术在各种工业自动化产品或系统上得到了广泛应用。Pilz公司作为安全自动化产品及系统的制造者和提供者,已将其网络控制技术应用于SafetyBUS p,并已成为SafetyBUS p 国际俱乐部的成员。

工业现场总线的选择

自 动化产品由于在其发展过程中,不同时期和不同厂家相应推出了多种现场总线系统。发展至今,产生了多种现场总线系统产品。这对一个产品和系统的集成者或应用 者来说势必需要进行合理的选择。依本人的观点,首先必须确定需要建立的系统规模以及根据功能、地域等条件,确立系统的结构,完成系统的原理设计,根据系统 的规模要求、结构分布,选择满足用户数据传输需求的总线种类,如:一个安全自动化系统,应当选择SafetyBUS p,一种安全相关数据系列传送的安全开放的总线系统,这种安全相关网络具有向用户提供常规场地总线系统相同的优点具体表现为:分散式结构,减少配线工作; 用于I/O组的构成,加强了可获性。;用户友好的诊断功能,减少停机时间;与所有通用标准场地总线系统连接。

除此以外,还有其进行安全相关的网络化工作。

基于现有CAN场地总线系统,带有线形总线拓扑结构的事件驱动多主机系统。即信息只在分散的I/O或总线用户状态改变时发送,它特别适合拥有不同信号速率并对反应时间要求极高的网络化安全系统,因为SafetyBUS p的高传输率也可实施实时应用程序。

3500m的最大电缆运行量和SafetyBUS p网络组件的使用,可使广泛分散在工厂的各个区域架构网络或分区配送。

广泛的安全相关应用。系统得到了E N 9 5 4 - 1 第四级和A N 6 DIVV19250认证。这样便可予以提供超越自动化的可靠伙伴合作,将安全与自动化融为一体。

Ethernet 与工业现场总线的特点和关系

工业现场总线发展至今,已出现了名目繁多、用途各异的总线产品。其网络结构、传输速率各不相同,与Ethernet相比,可以归纳以下几个方面。

首 先, 网络的拓扑结构不同。Ethernet数据传输存取是典型的树形拓扑结构,而工业现场总线,如Profibus数据传输存取是不受控的总线同步或缓冲。其 次,传输的速率差异较大。Ethernet 的速率高达10M~100M,而Profibus则是9.6~12000 kbit/s。第三,网络协议差异。如Ethernet是一种全开放的网络协议,而Profibus 与Interbus则各不相同。最后是站点的数量。Ethernet可以无限扩展,而工业现场总线如Profibus 最多则为125个站点。

然 而其共同的本质之处,就在于构造一种网络结构,便于数据的异地传输存取。当然,Ethernet 和工业现场总线也各有其自身的优劣,现有的工业现场总线适合工业现场的恶劣环境,抗干扰能力强,尤其是在人无法进入的生产区域以及生产过程需要进行安全监 控,快速处理的场合,SafetyBUS p是最好的选择。以目前的Ethernet 网络系统无法完全满足工业自动化领域的需求。

其次,工业现场总线实时性很强,能及时完成设备装置的数据请求,确保网络通讯无阻, 且有较强的持续性。因为其网络一旦发生故障,其损失远不止Ethernet 网络中, 如发E-MAIL受阻中断等。另外,各种工业现场总线具有各自的网络协议,因而具有更强的安全性。

当然,Ethernet 网络更具有其本身显著的优势和发展潮流:

由于具有开放性, 因而更具有灵活性,其网络传输速度得到了大大的提升, 适合于当前的应用和未来的扩展。

可以实现如E -MAIL、FTP和WEB浏览,可以很容易地与工厂中央MIS信息网络连接,使实现现场的信息分析不再是一个梦想。毫无疑问,这种信息和速度的优势能够给企业带来巨大的利润。

网络结构和协议发生了跳跃,充分地简化了用户的任务,实现各种设备很容易地在相同的网上互相接插。

Ethernet 应用于工业现场总线尚待解决的问题

目前,在自动化行业已出现了一些如PLC、DCS系统等的制造商,生产带有Ethernet接口的产品;也有一些行业标准协会,在介绍和提升Ethernet 的工业协议。所以可以这样认为Ethernet在设备层的应用,已将不会是更远了,当然乃有问题有待于解决。

安 全可靠性方面需要采取的措施:采用双电源,以防单电源故障;采用环形拓扑支持,提供冗余保障;在通讯方面,需要能自动检测,以防内存工作中断, 一旦通讯口发生异常, 需要快速反应, 做出切换, 以保证网络的正常运行, 不会出现几分钟的中断;要做好系统的权限保护,对各区设备进行隔离,以阻止未经授权而入侵;对于在线数据要进行镜像处理;要求Ethernet设备能够自 动地建立远端设备的IP地址。减少人工处理,降低成本。

Ethernet取代现有的总线技术, 这需要有一个过程, 主要令人担忧的是:原工业总线生产制造商的协议所有问题, 网络结构统一问题等的利益平衡。用Ethernet作为统一的工业网络标准,目前似乎还是一种追求的梦想或者正在追求的过程,愿梦想成真。

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