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什么是常见的工业自动化协议?


工业协议是连接系统、接口和构成工业控制系统的其他设备的实时通信协议。在过去,这种协议被设计成在9.6Kbps38.4kbps的低速下通过RS-232/485上的串行端口进行通信。然而,最近这类系统已经先进,允许使用诸如TCP/IPUDP/IP等协议通过以太网进行通信。

其中一个主要的协议是现场总线协议,它代表了广泛的协议,通常用于将过程连接设备(如传感器)连接到基本控制设备(如自动化计算机和PLC(可编程逻辑控制器)),以及控制监控系统的设备(如HMIs(人机交互系统))接口)。

例如,温度传感器可用于在检测到超过预定阈值的温度时触发警报,以便操作员可以采取行动。因此,开发现场总线协议是为了解决在工业环境中连接许多设备所面临的一些独特挑战。今天,有许多现场总线协议目前正在工业制造环境中用于将传感器和设备相互连接起来。

PROFIBUS协议是目前工业环境中使用最广泛的现场总线协议。目前使用的PROFIBUS协议有两个主要变体,包括PROFIBUS-DPPROFIBUS-DA协议。PROFIBUS-DP(分散式外围设备)是更常用的协议,因为它可以实现控制器和用于生产自动化应用的传感器或执行器之间的通信。

PROFIBUS-PA(过程自动化)主要用于监测测量设备。也就是说,PROFIBUS PAPROFIBUS DA共享相同的协议,因此它们可以互换使用。PROFIBUS协议的主要优点是能够在各种连接的设备之间发送诊断信息,使工厂操作员能够监控每个设备的状态。

EtherCATIPPROFINET协议在网络层使用标准以太网布线,但对应用层进行更改,以改进工业自动化和过程控制。这些协议的两个显著优点是,它们提供了更高的速度和连接更多设备的能力。由于这些协议使用相同的以太网物理层,因此它们能够以高达1Gbps的速度传输数据,而PROFIBUS协议能够以12Mbps的速度传输数据。

EtherCAT能够支持多达65536个设备,而IPPROFINET能够支持无限数量的设备。此外,由于这些协议具有很高的数据传输速度,它们提供了极低的周期时间(小于100微秒),实现了所有设备之间极为精确的时间同步。对于需要在控制器和设备之间进行同步的实时应用程序来说,这是必不可少的。

嵌入式计算系统.png

此外,还有一个协议是CANopen协议,它主要是为运动控制系统设计的。CANopen的主要应用是电机和机器人控制器。CANopen基于CAN总线协议,主要用于汽车应用。该协议最显著的优点是,它可以利用现有的硬件和CANBus中使用的布线。也就是说,CANopen最多只能连接127个设备,数据传输速度高达1Mbps


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