I. บทนำ
ในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม การเลือกเทคโนโลยีการสื่อสารมีผลกระทบสำคัญต่อประสิทธิภาพของระบบ ความน่าเชื่อถือ และต้นทุน Fieldbus และ Industrial Ethernet เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารสองชนิดที่ใช้กันทั่วไปซึ่งมีบทบาทที่แตกต่างกันในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม บทความนี้จะให้ข้อมูลเบื้องต้นโดยละเอียดเกี่ยวกับเทคโนโลยีทั้งสองและสำรวจความแตกต่าง
ครั้งที่สอง ภาพรวมของฟิลด์บัส
คำนิยาม
Fieldbus เป็นบัสข้อมูลการสื่อสารแบบอนุกรม ดิจิตอล หลายจุด ที่ติดตั้งระหว่างอุปกรณ์ภาคสนาม/เครื่องมือในพื้นที่กระบวนการ และอุปกรณ์/ระบบควบคุมอัตโนมัติในห้องควบคุม โดยทำหน้าที่เป็นระบบเครือข่ายและระบบควบคุมโดยที่อุปกรณ์วัดและควบคุมแบบแยกส่วน แบบกระจายอำนาจ แบบดิจิทัล และอุปกรณ์อัจฉริยะทำหน้าที่เป็นโหนดเครือข่าย โหนดเหล่านี้เชื่อมต่อกันผ่านบัสเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลและทำหน้าที่ควบคุมอัตโนมัติร่วมกัน เทคโนโลยี Fieldbus แสดงถึงเทคโนโลยีการสื่อสารเครือข่ายระดับ-ระดับอุตสาหกรรมที่ช่วยให้เกิดการสื่อสารแบบดิจิทัลระหว่างอุปกรณ์ควบคุมระดับภาคสนาม- ซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของการปฏิวัติทางดิจิทัลในการสื่อสารระดับอุปกรณ์-ระดับอุตสาหกรรม
ลักษณะเฉพาะ
Fieldbus มีข้อดีที่โดดเด่นหลายประการ รวมถึงความเรียบง่าย ความน่าเชื่อถือ และ{0}}ความคุ้มค่า โดยเน้นที่การสื่อสารแบบดิจิทัลระหว่างอุปกรณ์ภาคสนาม เช่น เครื่องมืออัจฉริยะ ตัวควบคุม และแอคทูเอเตอร์ในการตั้งค่าทางอุตสาหกรรม ตลอดจนการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ควบคุมภาคสนามเหล่านี้กับระบบควบคุมระดับ-ที่สูงกว่า Fieldbus เป็นบัสข้อมูลอุตสาหกรรมที่ทำหน้าที่เป็นเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลที่สำคัญในระบบอัตโนมัติ
ประเภทหลัก
Fieldbus ครอบคลุมหลายประเภท รวมถึง PROFIBUS, EtherCAT, Lightbus, Interbus, CANopen, ControlNet, อินเทอร์เฟซ SERCOS, อีเธอร์เน็ต และ PROFINET บัสแต่ละตัวมีคุณสมบัติเฉพาะตัวและขอบเขตการใช้งาน ทำให้ผู้ใช้สามารถเลือกประเภทบัสที่เหมาะสมตามความต้องการเฉพาะได้
III. ภาพรวมของอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม
คำนิยาม
อีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมเป็นเครือข่ายพื้นที่และยูนิตที่แข็งแกร่งซึ่งใช้ IEEE 802.3 (อีเธอร์เน็ต) โดยใช้เทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตกับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ทำให้สามารถบูรณาการเข้ากับโลกมัลติมีเดียรูปแบบใหม่ได้อย่างราบรื่น อีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมไม่เพียงเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมในสำนักงานเท่านั้น แต่ยังใช้ได้กับการผลิตและกระบวนการอัตโนมัติอีกด้วย
ลักษณะเฉพาะ
อีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมนำเสนอความน่าเชื่อถือสูง แบนด์วิธสูง ความสามารถในการขยายขนาดได้ง่าย ความสามารถในการทำงานร่วมกันที่แข็งแกร่ง การจัดการที่สะดวก และการนำไปใช้งานในวงกว้าง ใช้กลไกการสำรองและโทโพโลยีเครือข่ายที่มีความน่าเชื่อถือสูง เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือและเสถียรภาพในการส่งข้อมูล นอกจากนี้ Industrial Ethernet ยังใช้เทคโนโลยี-การส่งข้อมูลความเร็วสูง ซึ่งให้ความสามารถในการถ่ายโอนและประมวลผลข้อมูลที่รวดเร็ว ซึ่งสนับสนุน-การส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์และการควบคุมความเร็วสูง- นอกจากนี้ Industrial Ethernet ยังใช้โปรโตคอลการสื่อสารที่ได้มาตรฐาน ทำให้อุปกรณ์ต่างๆ สามารถสื่อสารและทำงานร่วมกันได้อย่างราบรื่น จึงช่วยเพิ่มความสามารถในการทำงานร่วมกันและความเข้ากันได้
องค์ประกอบเครือข่าย
สภาพแวดล้อมอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมโดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบเครือข่าย ส่วนประกอบการเชื่อมต่อ สื่อการสื่อสาร และตัวประมวลผลการสื่อสารอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมบนตัวควบคุม PLC และ PG/PC ส่วนประกอบเหล่านี้รวมกันเป็นโครงสร้างพื้นฐานอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรม ซึ่งรองรับการส่งผ่านและการประมวลผลข้อมูล
IV. ความแตกต่างระหว่าง Fieldbus และ Ethernet อุตสาหกรรม
วิธีการสื่อสาร
Fieldbus ใช้โครงสร้างบัสที่เชื่อมต่ออุปกรณ์หลายตัวผ่านบัสเดียวเพื่ออำนวยความสะดวกในการสื่อสารและการแลกเปลี่ยนข้อมูล อย่างไรก็ตาม อีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมใช้โทโพโลยีแบบสตาร์ วงแหวน หรือแบบทรี โดยเชื่อมต่ออุปกรณ์หลายตัวผ่านสวิตช์และอุปกรณ์ที่คล้ายกันเพื่อให้สามารถสื่อสารและแลกเปลี่ยนข้อมูลได้
ความเร็วในการสื่อสาร
โดยทั่วไป Fieldbus จะใช้การสื่อสารแบบอนุกรมที่มีความเร็วค่อนข้างต่ำ โดยทั่วไปจะต่ำกว่า 10 Mbps อีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมใช้การสื่อสารแบบขนานที่มีความเร็วสูงกว่า โดยทั่วไปคือ 100 Mbps หรือสูงกว่า สิ่งนี้ทำให้มีข้อได้เปรียบด้านอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมในการจัดการข้อมูลปริมาณมากและแอปพลิเคชันควบคุมความเร็วสูง-
ความสามารถตามเวลาจริง-
โดยปกติแล้ว ระบบ Fieldbus จะแสดงประสิทธิภาพ-แบบเรียลไทม์ที่แข็งแกร่ง ซึ่งตอบสนองความต้องการในการควบคุมแบบเรียลไทม์-ของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม อีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมมีความสามารถแบบเรียลไทม์-ค่อนข้างน้อย และมักต้องใช้เทคโนโลยีและโปรโตคอลพิเศษเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ-แบบเรียลไทม์ อย่างไรก็ตาม ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการเพิ่มประสิทธิภาพโปรโตคอล ความสามารถแบบเรียลไทม์-ของ Industrial Ethernet จึงมีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง
ปริมาณข้อมูล
โดยทั่วไประบบ Fieldbus จะเหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่มีปริมาณข้อมูลน้อยกว่า ในขณะที่ Industrial Ethernet เหมาะกว่าสำหรับสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกับปริมาณข้อมูลขนาดใหญ่ ภายในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม เนื่องจากปริมาณข้อมูลเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและข้อกำหนดแบบเรียลไทม์-มีความเข้มงวดมากขึ้น ขอบเขตการใช้งานของอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมก็กำลังขยายออกไปเช่นกัน
โทโพโลยี
โดยทั่วไประบบ Fieldbus จะใช้โทโพโลยีบัสซึ่งมีโครงสร้างที่ค่อนข้างเรียบง่าย อย่างไรก็ตาม อีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมใช้โทโพโลยีแบบสตาร์ วงแหวน หรือแบบทรีซึ่งซับซ้อนกว่า ความซับซ้อนนี้ทำให้มีความยืดหยุ่นและความสะดวกสบายมากขึ้นเมื่อขยายหรืออัพเกรดระบบอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม
โวลต์ บทสรุป
ทั้งฟิลด์บัสและอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมเป็นเทคโนโลยีการสื่อสารที่สำคัญในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม แต่ละประเภทมีลักษณะเฉพาะและข้อดีที่แตกต่างกัน เพื่อรองรับสถานการณ์การใช้งานและข้อกำหนดที่แตกต่างกัน เมื่อเลือกเทคโนโลยีการสื่อสาร จะต้องพิจารณาอย่างครอบคลุมถึงความต้องการของแอปพลิเคชันเฉพาะ ขนาดของระบบ ปริมาณข้อมูล และความต้องการประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์- ในขณะที่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการใช้งานมีความลึกมากขึ้น ฟิลด์บัสและอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมจะยังคงมีบทบาทสำคัญในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม