ในขณะที่ระดับของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมยังคงเพิ่มขึ้น ความสำคัญของเทคโนโลยีบัสทางอุตสาหกรรมก็เริ่มชัดเจนมากขึ้น ในฐานะหนึ่งในเทคโนโลยีหลักในภาคอุตสาหกรรม รถโดยสารอุตสาหกรรมมีบทบาทสำคัญในการทำให้การสื่อสารและการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์มีประสิทธิภาพ บัสอุตสาหกรรมหมายถึงชุดของสายสัญญาณที่ใช้ร่วมกันซึ่งใช้ในการส่งข้อมูลและอำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างโมดูล ภายใต้การควบคุมของอุปกรณ์หลัก จะทำหน้าที่เป็นช่องทางในการส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์รับเฉพาะ
ขึ้นอยู่กับสถานที่ตั้ง รถโดยสารสามารถแบ่งออกเป็นรถโดยสารภายนอก รถโดยสารภายใน และรถโดยสารบน-ชิป บัสภายนอกทั่วไป ได้แก่ RS-232, RS-485, USB และ CAN (รูปที่ 1); รถโดยสารภายในทั่วไป ได้แก่ HT, I²C และ SPI (รูปที่ 2) และบัสระบบทั่วไป ได้แก่ บัสข้อมูล บัสควบคุม และบัสแอดเดรส
รถบัสภายนอก
รถบัสภายใน
รถบัสอุตสาหกรรมทั่วไป
แคนบัส
CAN (Controller Area Network) เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมที่ได้มาตรฐานโดย ISO CAN บัสเป็นโปรโตคอลการสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรมที่พัฒนาโดย Bosch แห่งเยอรมนีในช่วงต้นทศวรรษ 1980 เพื่ออำนวยความสะดวกในการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างระบบควบคุมและทดสอบจำนวนมากในรถยนต์สมัยใหม่ เป็นบัสหลักหลาย-ที่สามารถใช้สายคู่บิด- สายโคแอกเซียล หรือใยแก้วนำแสงเป็นสื่อในการสื่อสาร อัตราการสื่อสารสูงสุดสามารถเข้าถึง 1 Mbps
อีเธอร์แคทบัส
EtherCAT (Ethernet สำหรับเทคโนโลยีควบคุมอัตโนมัติ) เป็นโปรโตคอลการสื่อสารอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมประสิทธิภาพสูง-ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับระบบควบคุมทางอุตสาหกรรมแบบเรียลไทม์{1}} เปิดตัวในปี 2003 โดย Beckhoff Automation ของเยอรมนี ถือเป็นมาตรฐานสากลแบบเปิด
ในเครือข่าย EtherCAT ข้อมูลจะถูกส่งผ่านโทโพโลยีเครือข่ายแบบวงแหวนหรือเชิงเส้น อุปกรณ์ทาสแต่ละตัวจะอ่านข้อมูลที่ต้องการแล้วส่งแพ็กเก็ตข้อมูลไปยังทาสถัดไปทันที กระบวนการนี้เรียกว่า "การประมวลผลทันที"
ProfiNet บัส
ProfiNet คือระบบการสื่อสารขั้นสูงที่รองรับระบบอัตโนมัติแบบกระจาย พัฒนาโดย Siemens และ ProfiBus User Association ProfiNet=ProfiBus + อีเทอร์เน็ต; โดยจะปรับสถาปัตยกรรม ProfiBus master-slave ให้เข้ากับอีเทอร์เน็ต และเป็นมาตรฐานบัสอัตโนมัติที่ใช้เทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม ไม่เพียงแต่รองรับโทโพโลยีที่หลากหลาย อำนวยความสะดวกในการบูรณาการและขยายระบบ แต่ยังเข้ากันได้กับอินเทอร์เฟซและโปรโตคอลอีเธอร์เน็ตที่มีอยู่ ไม่เพียงแต่ช่วยให้สามารถควบคุมสายการผลิตได้แบบเรียลไทม์- แต่ยังให้บริการข้อมูลไปยังเว็บและระบบคลาวด์ผ่าน TCP อีกด้วย
Modbus บัส
โปรโตคอลการสื่อสาร Modbus ถูกคิดค้นโดย Modicon ในปี 1979 และเป็นหนึ่งในโปรโตคอลบัสที่เก่าแก่ที่สุดที่ใช้ในการตั้งค่าทางอุตสาหกรรม โปรโตคอลการสื่อสาร Modbus มีหลายเวอร์ชัน โดย Modbus RTU, Modbus ASCII และ Modbus TCP เป็นโปรโตคอลที่ใช้กันมากที่สุด
ข้อควรพิจารณา
เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดที่แตกต่างกันของสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน จะต้องชี้แจงปัจจัยต่อไปนี้:
1 ข้อกำหนดด้านเวลา: เลือกรถบัสอุตสาหกรรมที่มีความสามารถในการส่งข้อมูลความเร็วสูง- โดยอิงตามข้อกำหนดด้านเวลาสำหรับการส่งข้อมูลระหว่างกระบวนการผลิต รถโดยสารอุตสาหกรรมความเร็วสูง-ทั่วไปบางประเภท ได้แก่ EtherCAT, Profinet และ EtherNet/IP รถโดยสารเหล่านี้มีความหน่วงต่ำและมีแบนด์วิธสูง ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการความเร็วการสื่อสารสูง
2 ปริมาณข้อมูลและข้อกำหนด-เวลาจริง: การเลือกบัสอุตสาหกรรมที่เหมาะสมต้องพิจารณาปริมาณข้อมูลและข้อกำหนดเวลาจริง- บัสบางชนิด เช่น CAN และ DeviceNet เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีปริมาณข้อมูลน้อยและมีความต้องการเรียลไทม์-ต่ำ ในขณะที่ Modbus และ ProfiBus เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีปริมาณข้อมูลปานกลางและมีความต้องการเรียลไทม์-สูงกว่า
3 ความน่าเชื่อถือและความทนทานต่อข้อผิดพลาด: พิจารณาความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม เช่น การรบกวนและความล้มเหลวของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น บัส ControlNet มีความสามารถในการทนทานต่อข้อผิดพลาด-ที่แข็งแกร่ง ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูง นอกจากนี้ รถโดยสารบางประเภท เช่น EtherCAT และ ProfiNet มีคุณลักษณะการตรวจจับอัตโนมัติและความสามารถในการรักษาตัวเอง- เพื่อให้มั่นใจถึงการสื่อสารที่เชื่อถือได้
④ ความยืดหยุ่นและความสามารถในการทำงานร่วมกัน: ไม่ว่าระบบจำเป็นต้องสื่อสารกับอุปกรณ์และอุปกรณ์หลายตัวจากผู้ผลิตหลายรายหรือไม่นั้นเป็นอีกปัจจัยที่ต้องพิจารณา บัสอุตสาหกรรมบางประเภท เช่น Modbus และ OPC UA มีการทำงานร่วมกันที่ยอดเยี่ยมและความเข้ากันได้ของอุปกรณ์ ทำให้{1}}เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการการสื่อสารกับอุปกรณ์หลายเครื่อง
ขั้นตอนกระบวนการ
ก่อนที่จะเลือกรถบัสอุตสาหกรรมที่เหมาะสมแนะนำให้ทำตามขั้นตอนเหล่านี้:
1 การวิเคราะห์ความต้องการ: พิจารณากระบวนการผลิต ข้อกำหนดของอุปกรณ์ และความต้องการเฉพาะอื่นๆ อย่างครอบคลุม เพื่อชี้แจงคุณลักษณะเฉพาะที่ต้องการของรถบัสอุตสาหกรรม
2 การวิจัยตลาด: รับความเข้าใจโดยละเอียดเกี่ยวกับคุณสมบัติ สถานการณ์การใช้งาน ส่วนแบ่งการตลาด และต้นทุนของรถโดยสารอุตสาหกรรมต่างๆ สามารถรับข้อมูลได้จากการอ่านรายงานที่เกี่ยวข้อง การเข้าร่วมงานแสดงสินค้าอุตสาหกรรม และการปรึกษากับผู้เชี่ยวชาญ
3 การประเมินผู้ขาย: การติดต่อซัพพลายเออร์รถบัสอุตสาหกรรมต่างๆ จะช่วยให้คุณเข้าใจประสิทธิภาพ การสนับสนุนทางเทคนิค และบริการอื่น ๆ ที่นำเสนอโดยแต่ละรายได้ดียิ่งขึ้น
④ การตรวจสอบทางเทคนิค: ด้วยการตรวจสอบและการทดสอบในทางปฏิบัติ ให้เปรียบเทียบประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของรถโดยสารอุตสาหกรรมต่างๆ ภายในระบบ (ขึ้นอยู่กับตัวชี้วัด เช่น รอบการส่งผ่านบัส รอบสัญญาณนาฬิกา ความถี่ในการทำงาน และแบนด์วิดธ์บัส) เพื่อเลือกโซลูชันที่ดีที่สุด
ประเด็นที่ควรทราบ
หลังจากเลือกรถบัสอุตสาหกรรมที่เหมาะสมแล้ว ให้คำนึงถึงประเด็นต่อไปนี้:
1 ความเข้ากันได้ของอุปกรณ์: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์เข้ากันได้กับบัสอุตสาหกรรมที่เลือกและรองรับโปรโตคอลการสื่อสารที่เกี่ยวข้อง
2 โทโพโลยี: เลือกโทโพโลยีบัสที่เหมาะสม-เช่น บัส ดาว ต้นไม้ หรือวงแหวน- ขึ้นอยู่กับความต้องการของระบบ
3 การบำรุงรักษาที่มีประสิทธิภาพ: ทำความเข้าใจขั้นตอนการบำรุงรักษาและการแก้ไขปัญหาสำหรับบัสอุตสาหกรรม และวางแผนและจัดการเครือข่ายบัสอุตสาหกรรมอย่างเหมาะสมเพื่อให้มั่นใจว่าการสื่อสารมีเสถียรภาพและเชื่อถือได้
สุดท้ายนี้ เมื่อเลือกรถบัสอุตสาหกรรม ให้พิจารณา-การวางแผนระยะยาวและความสามารถในการปรับขนาดเพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนและอัปเกรดบ่อยครั้ง