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设备层如何应用以太网协议?

作者:Helge Hornis,Pepperl+Fuchs公司智能系统经理2007.08.02阅读 11053

  现在,基于工业以太网的解决方案已经纷纷推向市场,同时其应用也开始在工厂网络中普及。许多工程师更倾向于在自动化应用中应用以太网协议,原因很简单,以太网使控制设备添加了原先不可能实现的很多特性。这些特性使基于以太网的设备工作更简单、方便,而且为工厂操作员提供了操作工具以提高设备运行时间与可用性。
  ■  集成的Web服务器简化了诊断和配置;
  ■  故障报告能够通过电子邮件发送;
  ■  更简便的将数据传递到PLC;
  ■  PC机上的监控应用。
  基于以上这些优点,以太网解决方案渐渐取代Profibus, DeviceNet以及其它网络就不足为奇了。然而,用户越是深入到最底层的网络层,以太网就越无法发挥作用,到时就必需使用其它的解决方案。

  与功能匹配的网络
  以太网非常适合上位结构CONTROL ENGINEERING China版权所有,而对于设备网络,就不那么实用了,特别当是设备只具有简单功能的时候,如集散传感器和执行机构。了解以上情况是非常重要的控制工程网版权所有,因为目前用户不可能购买许多与以太网连接的设备,所以用户必须使用传统的网络解决方案以避免与离散硬接线I/O相关的问题。基于许多实际的理由,AS-

Interface解决方案特别适用于上述应用。
  ■  AS-Interface是为有效传输传感器和执行机构数据而优化设计的下位解决方案。I/O节点小巧而且不贵,允许方案提供者开发高分布式I/O系统,达到整体电缆成本最小化。
  ■  AS-Interface为各个设备提供了标准的24 Vdc电源,以太网目前还无法做到这一点。这样就不再需要单独为设备提供电源。
  ■   AS-Interface的配置和故障检修功能大大缩短了安装和调试时间。
  ■  通过将传感器和执行机构等简单的设备连接到AS-Interface,在下位I/O结构所投入的时间和工程成本得到保护。从一种网络(如DeviceNet)转到另一种网络(如Profibus)不费吹灰之力。此外,AS-Interface通过增强I/O,使其效率提升了大约10x,上位网络的性能大大提高了。
  ■  与其他网络协议想比,AS-Interface是唯一真正独立的解决方案,因为AS-Interface不是由某一特定的PLC制造商开发出来的。
  ■  AS-Interface是唯一一种技术修改方案不由一个公司规定或主导的网络。因此,绝大多数PLC的背板扫描卡通过网关几乎能与所有工业网络连接。
  ■  AS-Interface并没有与任何传统的上位网络竞争,也没有试图取代传统的上位网络。相反,AS-Interface通过增强数据传输效率,解决安装过程中出现的拓扑局限、克服I/O分布不灵活以及物理介质(包括电缆、端子等)成本高等缺点,使客户发挥全部潜能。复杂的设备系统,如RFID、驱动、HMI等,仍是上位网络的最佳选择。
  ■  AS-Interface能够支持最高4级的安全设备网络,同时,也可以通过同一网络传输标准、非安全的数据。

  简化上位选择
  当I/O层选定AS-Interface后,再选择合适的上位网络变得更简单、更安全。由于这些网络因系统供应商不同而不同,因此选定合适的PLC就能有效地选择网络。大多数PLC制造商支持以太网解决方案控制工程网版权所有,这并不意味着以太网解决方案是兼容的,原因就是以太网自身没有完整地定义通信过程。
  用户习惯谈论自己所使用的特定的以太网协议CONTROL ENGINEERING China版权所有,比如,Modbus/TCP和EtherNet/IP都是基于以太网的协议,但它们是不兼容的。而Modbus/TCP和EtherNet/IP都使用标准的以太网构架,利用TCP进行数据传输,但他们也不共享应用层,不能交换信息。有些制造商设计了同时可实现几种以太网协议的设备,解决了这一PLC层上的困难。倍加福公司的IDENT Control就属于这种设备www.cechina.cn,它是一种支持Modbus/TCP、EtherNet/IP、PROFINET 和基于TCP/IP的串行通讯四种以太网协议的RFID系统。
  尽管为复杂设备选择网络协议主要由PLC平台驱动,而在任何情况下I/O层使用AS-Interface都是正确的选择。AS-Interface灵活的网关方案完全保护用户免受I/O层发生的任何变化,允许包括控制图的工程方案在新的网络与协议出现时能够再利用。今后,与以太网相结合的AS-Interface将会成为市场的主流 。
  翻译:金瑞

 

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