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自动化领域最值得关注的工业通讯网络
来源: | 作者:bq1203 | 发布时间: 2017-09-12 | 3427 次浏览 | 分享到:

HART

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。

CC-Link

CC-Link即控制与通信链路系统,2005年7月CC-Link被中国国家标准委员会批准为中国国家标准指导性技术文件。由三菱为主导的多家公司共同推出,是一种开放式现场总线,其数据容量大,通信速度多级可选择,能够适应于较高的管理层网络到较低的传感器层网络的不同范围。

一般情况下 ,CC-Link 整个一层网络可由 1 个主站和 64 个从站组成。网络中的主站由 PLC 担当, 从站可以是远程I/O模块 、特殊功能模块 、带有 CPU 和 PLC 本地站、人机界面、变频器及各种测量仪表 、阀门等现场仪表设备 。且可实现从 CC-Link 到 AS-I 总线的联接。CC-Link 具有高速的数据传输速度, 最高可达 10 M b/ s 。 CC-Link 的底层通信协议遵循 RS 485 , 一般情况下, CC-Link 主要采用广播-轮询的方式进行通信 ,CC-Link 也支持主站与本地站 、智能设备站之间的瞬间通信 。

POWERLINK

POWERLINK“最初是由其原创者贝加莱(B&R)作为私有技术开发并在2001年推向市场。

之后,自动化的专家们决定开放此项技术,这个协议在2002年得到公开发布,并成立了POWERLINK的标准化组织EPSG,在这个组织内部,成员共享Know-how并且合作进行技术的推广,EPSG最重要的决定是完成对CANopen的集成,它同样是一个开放的标准,使得它具备了实时协议。

这个版本的POWERLINK,也因此称为“以太网上的CANopen”,之后被定义为POWERLINKV2.0版,就是我们今天所指的POWERLINK。                               CANopen

德国Bosch公司于1983年研发CAN协议,用于汽车传动系统的网络通讯。之后称为国际标准ISO11898,目前CANopen由非营利组织CiA(CAN in Automaion)进行标准的起草及审核工作,基本的 CANopen 设备及通讯子协定定义在 CAN in Automation (CiA) draft standard 301. 中。针对个别设备的子协定以 CiA 301 为基础再进行扩充,如针对 I/O 模组的 CiA401 及针对运动控制的 CiA402。

CANopen在欧洲已成为最普通的协议,任何一家自动化公司都有CANopen的通讯接口,也成了低配。低配并不代表不好,只是说明其性价比更高。CANopen定义了完整的同步控制机制,使其成为主流的运动控制协议,除了在CAN总线上运行外,还被搬到了以太网上(CANopen over Ethernet),形成了著名的PowerLink,EtherCat工业以太网协议。

TSN

现有IT 网络由IEEE 802 标准进行定义,该标准规定了不同以太网层和功能的要求,并确保了设备之间的互操作性。今天,许多工业供应商、IT 厂商和芯片提供商加入IEEE 802 和最近刚成立的AVnu联盟,共同更新标准以太网协议,并为IIoT 应用的时间敏感型数据制定了低延迟数据传输标准。

这个新标准称为时间敏感网络(Time-Sensitive Networking,简称TSN),旨在解决现有网络的一些缺点。AVnu 联盟与Broadcom、Cisco、Intel和NI 等成员公司合作,将通过认证推动可互操作生态系统的建立,这与Wi-Fi 联盟认证产品和设备是否兼容IEEE 802.11 标准相似。

TSN的主要优势包括:带宽目前工业控制常用的专用以太网协议仅限于100Mb 的带宽和半双工通信。TSN 将会纳入各种标准以太网速率(包括目前正在使用的1 Gb、10Gb 和400 Gb )并支持全工通信。

安全性——TSN对重要的控制网络进行了保护并集成了最重要的IT 安全规定。分段、性能保护和时间可组合性为安全框架增加了多层保护。

互操作性——通过使用标准的以太网组件,TSN可无缝集成现有棕色地带应用和标准的IT 网络来提高易用性。TSN 提供的另一个优势是:利用标准以太网芯片集就可以利用批量生产的商业硅芯片,从而降低了组件的成本,相比使用产量较小且基于ASIC 的芯片的专用以太网协议来说,这个优势尤为明显。