โปรโตคอลบัสของ Siemens คืออะไร

ในฐานะบริษัทชั้นนำในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม โปรโตคอลบัสของ Siemens มีบทบาทสำคัญในระบบอัตโนมัติ โปรโตคอลบัสของ Siemens ครอบคลุมหลายประเภท โดยแต่ละประเภทรองรับสถานการณ์การใช้งานและข้อกำหนดด้านการสื่อสารที่แตกต่างกัน

I. ภาพรวมของโปรโตคอลบัสของ Siemens

โปรโตคอลบัสของ Siemens เป็นข้อกำหนดและมาตรฐานที่ใช้ในการเปิดใช้งานการสื่อสารข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ โปรโตคอลเหล่านี้มีตั้งแต่การสื่อสารแบบอนุกรมธรรมดาไปจนถึงการสื่อสารอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน และเหมาะสำหรับระบบอัตโนมัติและเครือข่ายการควบคุมต่างๆ การเลือกโปรโตคอลบัสของ Siemens ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น สถานการณ์การใช้งานเฉพาะ อัตราการถ่ายโอนข้อมูล ระยะการสื่อสาร ความเข้ากันได้ของอุปกรณ์ และต้นทุน

ครั้งที่สอง โปรโตคอลบัสหลักของ Siemens

1. โปรโตคอล PROFIBUS

PROFIBUS (Process Field Bus) เป็นโปรโตคอลฟิลด์บัสที่พัฒนาโดย Siemens และใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม โปรโตคอล PROFIBUS มีหลายรูปแบบ โดยรูปแบบที่สำคัญที่สุดคือ PROFIBUS-DP (Decentralized Peripherals) และ PROFIBUS-PA (Process Automation)

• PROFIBUS-DP: ใช้สำหรับการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูง-ในระดับอุปกรณ์เป็นหลัก เช่น การสื่อสารระหว่าง PLC และ I/O แบบกระจาย ไดรฟ์ และเซ็นเซอร์ สนับสนุนโหมดการสื่อสารหลัก-โดยที่สถานีหลักเดียว (เช่น PLC) สื่อสารกับสถานีทาสหลายสถานี (เช่น โมดูล I/O แบบกระจาย) PROFIBUS-DP มีความเร็วในการสื่อสารสูงและรองรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบวนและอุปกรณ์ที่สามารถกำหนดพารามิเตอร์ได้
• PROFIBUS-PA: ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับกระบวนการอัตโนมัติ โดยใช้สำหรับการสื่อสารระหว่างเครื่องมือและเซ็นเซอร์และระบบควบคุมในสภาพแวดล้อมที่อาจเกิดการระเบิด (เช่น โรงงานเคมี) ใช้เทคโนโลยีการส่งข้อมูลที่ปลอดภัยอย่างแท้จริงเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของการส่งข้อมูล

2. โปรโตคอล PROFINET

PROFINET เป็นโปรโตคอลการสื่อสารรุ่นใหม่-ที่พัฒนาโดย Siemens ซึ่งใช้เทคโนโลยี Industrial Ethernet รองรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบเรียลไทม์-และการสื่อสาร TCP/IP ซึ่งเป็นโซลูชันเครือข่ายที่ครอบคลุมสำหรับภาคระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม โปรโตคอล PROFINET ไม่เพียงแต่เข้ากันได้กับเทคโนโลยีฟิลด์บัสแบบดั้งเดิม (เช่น PROFIBUS) เท่านั้น แต่ยังสนับสนุนคุณลักษณะขั้นสูง เช่น ระบบอัตโนมัติแบบกระจาย การควบคุมการเคลื่อนไหว การทำงาน-ที่ปลอดภัยเมื่อเกิดเหตุขัดข้อง และความปลอดภัยของเครือข่าย

คุณสมบัติหลักของโปรโตคอล PROFINET ได้แก่ :

• ความสามารถแบบเรียลไทม์-: รองรับการสื่อสาร IRT (Isochronous Real-Time) ทำให้มั่นใจได้ถึงการส่งและประมวลผลข้อมูลแบบเรียลไทม์-
• ความยืดหยุ่น: รองรับโทโพโลยีเครือข่ายต่างๆ (เช่น แบบดาว เชิงเส้น และแบบต้นไม้) ทำให้ผู้ใช้สามารถออกแบบเครือข่ายตามความต้องการเฉพาะของตนได้
• บูรณาการ: สามารถบูรณาการกับอุปกรณ์และระบบที่หลากหลาย เช่น PLC เซ็นเซอร์ แอคชูเอเตอร์ และหุ่นยนต์
• ความปลอดภัย: ให้กลไกความปลอดภัยต่างๆ เช่น การรับรองความถูกต้อง การเข้ารหัสข้อมูล และการควบคุมการเข้าถึง เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของการสื่อสารเครือข่าย

3. โปรโตคอล MPI

MPI (Multi-Point Interface) เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมที่เป็นกรรมสิทธิ์ซึ่งพัฒนาโดย Siemens ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสื่อสารข้อมูลและการเขียนโปรแกรม/แก้ไขจุดบกพร่องระหว่าง PLC ของ Siemens โปรโตคอล MPI มีความเร็วในการสื่อสารปานกลางและการเชื่อมต่อที่เรียบง่าย ทำให้เหมาะสำหรับระบบอัตโนมัติขนาดเล็ก-และสภาพแวดล้อมในห้องปฏิบัติการ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากลักษณะที่เป็นกรรมสิทธิ์และข้อจำกัดด้านความเร็วในการสื่อสาร โปรโตคอล MPI จึงมีการใช้งานค่อนข้างจำกัดในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่-

4. AS-อินเทอร์เฟซโปรโตคอล

AS-อินเทอร์เฟซ (อินเทอร์เฟซเซ็นเซอร์แอคทูเอเตอร์) เป็นโปรโตคอลที่ใช้เทคโนโลยีบัสอนุกรม ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการรับส่งข้อมูลความเร็วต่ำและ-สถานการณ์การควบคุมต้นทุนต่ำ ช่วยลดความยุ่งยากในการเชื่อมต่อระหว่างเซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์กับระบบควบคุม ซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายในการเดินสายไฟและการติดตั้ง โปรโตคอลอินเทอร์เฟซ AS- รองรับเซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์หลายประเภท เช่น เซ็นเซอร์ไบนารี เซ็นเซอร์แอนะล็อก และแอคชูเอเตอร์ และมีกลไกการสื่อสารที่เรียบง่ายและฟังก์ชันการตรวจจับข้อผิดพลาด

5. โปรโตคอล PPI

PPI (อินเทอร์เฟซแบบจุด-ถึง-จุด) เป็นโปรโตคอลการสื่อสารที่พัฒนาโดย Siemens สำหรับ PLC ซีรีส์ S7-200 โดยเฉพาะ สร้างขึ้นบนพื้นฐานฮาร์ดแวร์ของเครือข่าย RS-485 และรองรับการสื่อสารข้อมูลและการดีบักการเขียนโปรแกรมระหว่าง PLC โปรโตคอล PPI ใช้รูปแบบการสื่อสารแบบมาสเตอร์-สเลฟ โดยใช้การแลกเปลี่ยนข้อมูลผ่านคำสั่ง Network Read (NetR) และ Network Write (NetW) แบบง่ายๆ แม้ว่าโปรโตคอล PPI จะใช้กันอย่างแพร่หลายใน PLC ซีรีส์ S7-200 แต่โปรโตคอลอื่นๆ ก็ค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยโปรโตคอลอื่นๆ ในระบบอัตโนมัติขั้นสูงมากขึ้น เนื่องจากข้อจำกัดด้านความเร็วและฟังก์ชันในการสื่อสาร

ที่สาม โปรโตคอลอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง

นอกเหนือจากโปรโตคอลหลักที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว Siemens ยังมีโปรโตคอลและมาตรฐานอินเทอร์เฟซอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารแบบบัส เช่น Modbus และ OPC UA โปรโตคอลเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายและมีบทบาทสำคัญในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม

• Modbus: โปรโตคอลการสื่อสารแบบเปิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม รองรับสื่อการสื่อสารและวิธีการส่งข้อมูลที่หลากหลาย (เช่น การสื่อสารแบบอนุกรมและอีเทอร์เน็ต) และมอบโมเดลข้อมูลที่หลากหลายและฟังก์ชันการสื่อสาร โปรโตคอล Modbus ได้รับความนิยมจากผู้ผลิตอุปกรณ์และผู้วางระบบหลายราย เนื่องจากความเปิดกว้างและความเข้ากันได้
• OPC UA: โปรโตคอลสถาปัตยกรรมแบบครบวงจรที่ใช้เทคโนโลยี OPC (OLE สำหรับการควบคุมกระบวนการ) สนับสนุนการแลกเปลี่ยนข้อมูลผู้ขายและการทำงานร่วมกันข้าม-แพลตฟอร์มและข้าม- ทำให้เกิดแพลตฟอร์มการสื่อสารข้อมูลที่เปิดกว้าง ปลอดภัย และเชื่อถือได้สำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม โปรโตคอล OPC UA มีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่-และสาขาการผลิตอัจฉริยะ