6. Tecnología de bus de campo
Fieldbus resuelve principalmente el problema de la comunicación digital entre dispositivos de campo como instrumentos inteligentes, controladores y actuadores en sitios industriales, así como la transmisión de información entre estos dispositivos de control de campo y sistemas de control avanzados. El auge de la tecnología de bus de campo ha abierto un nuevo mundo de redes subyacentes de fábrica. Promoverá el rápido desarrollo de redes empresariales y brindará nuevos beneficios a las empresas, por lo que será ampliamente utilizado y promoverá el desarrollo de industrias relacionadas con la automatización.
Profibus es un bus de campo basado en la norma nacional alemana DIN 19245 y la norma europea prEN 50170. El modelo ISO/OSI es también su modelo de referencia.
Porfibus soporta varios métodos de transmisión como sistema maestro-esclavo, sistema maestro puro, sistema híbrido multi-maestro-multi-esclavo, etc. La estación maestra tiene control sobre el autobús y puede enviar información activamente. Para los sistemas de estaciones maestras múltiples, los tokens se utilizan para transmitir información entre estaciones maestras. La estación que obtiene el token puede tener derechos de control de bus dentro de un tiempo predeterminado. Es mejor predeterminar el token en cada estación maestra. ciclo. Según la especificación de comunicación Profibus, los tokens se transmiten entre estaciones maestras en el orden de los números de dirección y en dirección ascendente. Cuando la estación maestra obtiene el control, puede enviar o solicitar información a la estación esclava de manera maestro-esclavo para lograr una comunicación punto a punto. La estación maestra puede transmitir a todas las estaciones (sin requerir respuesta) o transmitir selectivamente a un grupo de estaciones.
La velocidad de transmisión de Profibus es de 96~12 kbps. La distancia máxima de transmisión es de 1000 m a 12 kbps y se pueden utilizar repetidores de 400 m a 15 Mbps para extenderla a 10 km. El medio de transmisión puede ser par trenzado o cable óptico y se pueden conectar hasta 127 sitios.
El protocolo CAN también se basa en el modelo de interconexión de sistemas abiertos de la Organización Internacional de Normalización. Sin embargo, su estructura de modelo tiene solo tres capas, tomando solo la capa física, la capa de enlace de datos y la capa superior de la inferior. capa de capa de aplicación OSI. Su medio de transmisión de señal es par trenzado, la velocidad de comunicación puede alcanzar hasta 1 Mbps/40 m, la distancia de transmisión directa puede alcanzar hasta 10 km/kbps y se pueden conectar hasta 110 dispositivos.
La transmisión de señal CAN adopta una estructura de trama corta y el número de bytes válidos en cada trama es 8, por lo que el tiempo de transmisión es corto y la probabilidad de interferencia es baja. Cuando un nodo tiene un error grave, tiene una función de apagado automático para cortar la conexión entre el nodo y el bus, de modo que otros nodos en el bus y sus comunicaciones no se vean afectados, y tiene una fuerte capacidad antiinterferente.
CAN admite el modo multimaestro. Cualquier nodo de la red puede enviar información activamente a otros nodos en cualquier momento. Admite métodos de transmisión punto a punto, punto a multipunto y global. enviar datos. Utiliza tecnología de arbitraje de bus. Cuando varios nodos transmiten información en la red al mismo tiempo, el nodo con mayor prioridad puede continuar transmitiendo datos, mientras que el nodo con menor prioridad deja de enviar activamente, evitando así conflictos de bus.
En pocas palabras, PROFINET =PROFIbus etherNET trasplanta la estructura maestro-esclavo de Profibus a Ethernet, por lo que profinet tendrá Controlador y Dispositivo, y su relación puede corresponder simplemente al Maestro y Esclavo de profibus. Por supuesto, hay una diferencia, pero esta correspondencia puede ayudar a comprenderla. Además, dado que Profinet se basa en Ethernet, puede tener Ethernet en estrella, árbol, bus y otras topologías, mientras que Profibus solo tiene tipo bus. Por lo tanto, Profinet es un producto que combina la estructura maestro-esclavo de Profibus y la topología de Ethernet. Otras características promovidas por Siemens, como el isocronismo, en realidad también están disponibles en Ethernet, pero Profinet puede mejorar el isocronismo debido a la unidad de control como el Controlador. Sólo precisión.
?PROFINET? es un nuevo sistema de comunicación Ethernet desarrollado por Siemens y la ?Profibus Users Association. ?PROFINET? tiene capacidades de comunicación entre productos de múltiples fabricantes, modos de automatización e ingeniería, y está optimizado para sistemas de automatización inteligentes distribuidos. El resultado de su aplicación puede ahorrar significativamente costos de configuración y depuración. Los sistemas ?PROFINET? integran sistemas basados en ?Profibus?, proporcionando protección de la inversión para los sistemas existentes. También se puede integrar con otros sistemas de bus de campo. ?
En pocas palabras, Ethernet es una especificación de red de área local, Ethernet industrial es una tecnología Ethernet utilizada en el campo del control industrial y Profinet es una especificación técnica en tiempo real que se ejecuta en Ethernet industrial.
Solución al problema de ocupación del bus:
Solución al problema antiinterferencias:
Cómo realizar la comunicación entre dispositivos
Definición de maestro y esclavo:
Modbus es un protocolo de comunicación comúnmente utilizado en la industria y una convención de comunicación. Los protocolos Modbus incluyen RTU, ASCII y TCP. Entre ellos, MODBUS-RTU es el más utilizado, relativamente simple y fácil de implementar en un microcontrolador.
Mensaje RTU: