ControlNet和Profibus的比较
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基于ControlNet的自动化控制系统中总线分析与比较摘要:针对自动化系统的两类总线技术:ControlNet和EtherNetlIP,该文对以下几个方面进行比较分析:网络的传输时长、网络的传输速度、网络的链接、网络的通信模型、网络的拓扑结构、网络的应用、网络的组态、数据的触发方式、数据编码率等。
通过以上的研究,可以有效地解决用户在使用网络中遇到的问题,对网络进行优化、选择以及应用。
关键词:工业控制总线技术控制网络随着EtherNet/IP相关产品的出现和以太网技术的不断发展,信息化和自动化网络由于基于TCP/IP协议的EtherNet/IP扩展到工业实时控制层而获得了更多的解决方法。
通过该文研究,可以有效地解决用户在使用网络中遇到的问题,对网络进行优化、选择以及应用。
1 网络性能比较1.1 网络性能的不同点1.1.1 网络的拓扑结构ControlNet网络结构:有星型、树型、总线型以及上述三种拓扑结构的混合结构;EtherNet/IP网络结构:该类网络的拓扑结构星型为主。
1.1.2 传输距离和传输速率在EtherNet/IP中采用的传输速率有三种:10?mbps,100?mbps 以及1Gbps。
在单网段中,若采用非屏蔽双绞线传输,则其传输距离为100?m,而采用光纤的最大传输距离为2000?m。
若为所有的通信网络,则前者传输方式的最大传输距离为2500?m。
在网络传输速率方面,EtherNet/IP在速率上具有更多优势。
1.1.3 控制访问MAC协议[1]ControlNet的MAC协议把存取CTMDMA的方式当作其采取的方式,并把总传输的时间进一步分成间隔相同的时间段,在每一段时间之内实现一轮令牌传输和发送正确报文。
EtherNet/IP的MAC协议采用坚持二进制指数后退BEB算法和带冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD处理冲突,使得EtherNet/IP的确定性和实时性受影响。
1.1.4 网络编码率ControlNet、EtherNet/IP数据编码率比较理想的,并且在数据量较大的时候编码率可达98%。
controlnet参数【实用版】目录1.控制网参数的概念2.控制网参数的分类3.控制网参数的应用4.控制网参数的优缺点正文一、控制网参数的概念控制网参数,是指在自动化控制系统中,用于描述控制网结构、性能和功能的各种参数。
这些参数在控制系统的设计、分析和调试过程中起着关键作用,对于保证控制系统的稳定性、精度和可靠性至关重要。
二、控制网参数的分类根据控制网的不同层次和功能,控制网参数可分为以下几类:1.拓扑结构参数:包括控制网的节点数、节点类型、连接关系等,用于描述控制网的结构特征。
2.传输特性参数:包括传输速率、带宽、传输距离等,用于描述控制网中数据传输的性能。
3.控制策略参数:包括控制算法、控制周期、控制精度等,用于描述控制网的控制性能。
4.安全防护参数:包括访问控制、数据加密、故障检测等,用于描述控制网的安全性能。
三、控制网参数的应用控制网参数在自动化控制系统的各个阶段都有重要应用,主要包括:1.设计阶段:通过合理设置控制网参数,可优化控制系统的结构、提高性能、降低成本。
2.仿真阶段:通过调整控制网参数,可对控制系统进行仿真分析,以验证其性能和可靠性。
3.调试阶段:通过测量和调整控制网参数,可实现控制系统的调试和优化。
4.运行阶段:通过监控和分析控制网参数,可评估控制系统的性能,及时发现并解决问题。
四、控制网参数的优缺点控制网参数在自动化控制系统中具有以下优缺点:优点:1.灵活性:通过调整控制网参数,可实现对控制系统的灵活配置和优化。
2.可扩展性:控制网参数可根据需要进行扩展和修改,以满足不断发展的技术需求。
3.易维护性:通过监控和分析控制网参数,可及时发现并解决控制系统中的问题,提高系统的稳定性和可靠性。
缺点:1.复杂性:控制网参数繁多,参数设置和调整过程较为复杂,需要专业知识和技能。
2.相互影响性:控制网参数之间存在相互影响,调整一个参数可能会影响到其他参数,需要综合考虑。
网络系统结构在一个开放式自动化系统结构中,通常包含有三个网络层:即设备层、控制层以及信息层。
设备层:将低层的设备直接联接到车间控制器上这种联接无需通过I/O模块。
即用方便而快速的链路采集各种各样的、来自不同厂家、距离远近不同的现场设备(如传感器、驱动器)的数据,对其进行配置和监视控制网:各个PLC之间及其与各智能化控制设备之间,进行控制数据的交换、控制的协调、网上编程和程序维护、远程设备配置和查、排错误,也可以联接各种人机界面产品进行监控。
信息网:提供上层计算机系统,以便通过以太网访问车间级的数据,主要为了全厂范围控制系统的数据汇集和监视。
数据量大而实用性要求不高,它的开放性协议使各种主计算机和不同厂家的PLC可以互连。
在必要时也可以进行一些控制和协调。
这一层采用符合公共标准TCP/IP协议的以太网。
DEVICENET与 CONTROLNET区别DeviceNet是由Allen-Bradley公司(Rockwell自动化)发的一种基于CAN的开放的现场总线标准。
DeviceNet作为一种高性能的协议,DeviceNet协议设计简单,实现成本较为低廉,但对于采用最底层的现场总线的系统(例如,由传感器、制动器以及相应的控制器构成的网络)来说,却是性能极高的。
DeviceNet设备涉及的范围从简单的光电开关一直到复杂的半导体制造业中的用到的真空泵。
就像其他的协议一样,DeviceNet协议最基本的功能是在设备及其相应的控制器之间进行数据交换。
因此,这种通信是基于面向连接的(点对点或多点传送)通讯模型建立的。
这样,DeviceNet既可以工作在主从模式,也可以工作在多主模式。
一个DeviceNet网络工作在125k、250k和500k的波特率下最多可以支持64个节点。
设备可以使用自身的电源,也可以通过DeviceNet总线供电。
和CANopen协议相比较后可以看出,两种协议可以实现相类似的功能,但DeviceNet更强调不同的优先权。
ControlNet和Profibus的比较罗克韦尔的NetLinx提供从车间底层到以太网为基础的企业层的数据的无缝路由,无需编程或使用网关。
Siemens在不同的网络之间需要使用网关控制器,同时从专有的以太网到Profibus、到ASI、到现场设备的数据,还需要在每个控制器上用像天书一样的消息编程。
使用NetLinx,用户不再需要通过编程,就可以在不同的网络之间传递数据。
这就省去了内存地址映射问题,也不必担心数据类型。
生产者/客户模型是最新的网络技术,可以灵活调整网络以满足苛刻的控制响应要求,提供响应更好、更灵活和更高效的系统。
在应用需要时,主动把I/O和处理器状态事件提供到需要的地方。
这是通过缝变则报、I/O共享、规划、周期方式(基于时间)等实现的。
Profibus 是1980年代设计的,受限于主/从模型,所有的从设备采用轮询的方法。
Profibus系统的响应随着设备的增加而增加,如果系统的响应速度无法接受,在调整网络方面没有灵活性。
Profibus的I/O模块必须等待主控制器的轮询,共享I/O状态只有通过用户编程才能在处理器之间实现,而这些还通常需要通过不同的专有“对等”网络实现(Ethernet、 FMS或Siemens “MPI”)。
ControlNet既提供到I/O和工厂设备的实时控制,又提供到对等设备或智能设备的消息传递。
Profibus方案通常需要额外的网络,比如以太网或西门子专有的“MPI”网完成对等通讯,这就需要更多的连线、更多的通讯设备和更高的造价。
Profibus消息传递的能力是有限的。
多种不同的网络:DP、PA、FMS(以及其他网络),每种都有Siemens “Sinec”专有的版本。
“Sinec”设备和最新的网络版本不兼容。
ControlNet可以保持可重复的响应,和网络设备消息传递无关,和编程无关,甚至和增加节点无关。
ControlNet的速度和节点数无关,和介质无关,和中继器无关。
controlnet原理ControlNet是一种用于工业自动化的高速、可靠的通信网络。
它被广泛应用于汽车制造、食品加工、石油化工等领域。
ControlNet的原理基于CAN(Controller Area Network)总线技术,但是在速度、可靠性和数据传输距离上有所提升。
ControlNet的拓扑结构包括主站、从站和媒体。
主站负责控制整个网络,从站则是执行命令和传输数据的设备。
媒体是网络中传输数据的介质,通常采用同轴电缆或光纤。
ControlNet使用了一种称为CIP(Common Industrial Protocol)的通信协议。
CIP定义了数据传输格式和命令协议,确保了不同设备之间的互操作性。
CIP还支持多种安全机制,例如身份验证和加密。
ControlNet具有以下特点:1. 高速:ControlNet最高可以达到5Mbps的数据传输速度,比CAN总线快得多。
2. 可靠性高:ControlNet采用了分布式控制结构,即每个节点都可以独立运行,在某个节点故障时不会影响整个系统运行。
3. 数据传输距离远:ControlNet可以支持长达1000米以上的数据传输距离,这使得它适用于大型工厂和生产线。
4. 支持多种拓扑结构:ControlNet支持星形、环形、总线等多种拓扑结构,可以根据实际应用需求进行选择。
ControlNet的数据传输过程如下:1. 主站向从站发送命令或请求数据。
2. 从站接收到命令或请求后,执行相应的操作并将结果返回给主站。
3. 主站收到从站返回的数据后,进行相应的处理并向其他节点广播结果。
4. 其他节点收到广播后,更新自己的状态并继续执行任务。
ControlNet还可以与其他网络进行互联,例如以太网和无线网络。
这样可以实现不同设备之间的数据交换和协同控制。
同时,ControlNet 也支持远程监控和故障诊断功能,可以帮助用户快速定位问题并采取相应措施。
总之,ControlNet是一种高速、可靠、灵活的工业自动化通信网络。
西门子常用现场总线种类介绍西门子常用现场总线种类介绍1、PROFIBUSProfibus 作为一种快速总线,被广泛应用于分布式外围组件(PROFIBUS-DP)。
除了PROFIBUS-DP 和FMS 以外,Beckhoff 还支持驱动器通讯标准PROFIBUS MC。
2、EtherCATEtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology,用于控制和自动化技术的以太网)是一种用于工业自动化的实时以太网解决方案,性能优越,使用简便。
3、Lightbus这种经过验证的Beckhoff 光纤总线系统具有极为优秀的抗EMI 性能,易于安装,数据流快速、循环且具有确定性。
4、InterbusInterbus 易于配置,通讯快速而可靠。
主/从系统的移位寄存器协议可提供高效循环通讯。
5、CANopen通过有效利用总线带宽,CANopen 可在即使相对较低的数据传输速率时也能实现较短的系统响应时间。
秉承了CAN 的传统优点,例如数据安全性高且具备多主站能力。
6、ControlNetControlNet 是一种开放式标准现场总线系统。
该总线协议允许循环数据和非循环数据通过总线同时进行交换,而两者之间互不影响。
7、SERCOS interfaceSERCOS 最初作为用于驱动器的快速光纤总线系统研发。
采用Beckhoff SERCOS 总线耦合器,I/O 设备可以实现高速率数据传输和较短的循环时间。
8、Ethernet以太网是办公环境中的主流标准。
在Beckhoff 以太网产品中,也秉承并发扬了以太网的优点,例如数据传输速率高,与现有网络的简便集成以及广泛的服务和接口等。
9、PROFINETPROFINET 是一种由PNO(PROFIBUS 用户组织)针对开放式工业以太网制定的标准:国际上订立的一种针对通讯的IT 标准(如TCP/IP 协议)。
10、USBUSB 已成为PC 技术的标准接口,具有传输速率高,拓扑结构灵活(通过集成集线器)等特点,加上Beckhoff USB 总线耦合器,在距离较短时,该系统可替代现场总线。
PROFIBUS,PROFINET,Ethernet三者的区别【工控老鬼】简单一点说,PROFINET=PROFIbus+etherNET,把Profibus的主从结构移植到以太网上,所以profinet会有Controller和Device,他们的关系可以简单的对应于profibus 的Master和Slave,当然,是有区别的,但这样对应可以有助于理解。
另外由于profinet是基于以太网的,所以可以有以太网的星型、树形、总线型等拓扑结构,而profibus只有总线型。
所以profinet就是把profibus的主从结构和ethernet的拓扑结构相结合的产物,其他像等时性等西门子鼓吹的特性其实以太网也有,只不过profinet 由于有Controller这样的控制单元可以提高等时性的精度而已。
PROFINET 是一种新的以太网通讯系统,是由西门子公司和 Profibus 用户协会开发。
PROFINET 具有多制造商产品之间的通讯能力,自动化和工程模式,并针对分布式智能自动化系统进行了优化。
其应用结果能够大大节省配置和调试费用。
PROFINET 系统集成了基于 Profibus 的系统,提供了对现有系统投资的保护。
它也可以集成其它现场总线系统。
PROFINET 是一种支持分布式自动化的高级通讯系统。
除了通讯功能外,PROFINET 还包括了分布式自动化概念的规范,这是基于制造商无关的对象和连接编辑器和 XML 设备描述语言。
以太网 TCP/IP 被用于智能设备之间时间要求不严格的通讯。
所有时间要求严格的实时数据都是通过标准的 Profibus DP 技术传输,数据可以从 Profibus DP 网络通过代理集成到 PROFINET 系统。
PROFINET 是唯一使用已有的IT 标准,没有定义其专用工业应用协议的总线。
它的对象模式的是基于微软公司组件对象模式 (COM) 技术。
对于网络上所有分布式对象之间的交互操作,均使用微软公司的 DCOM 协议和标准 TCP 和 UDP 协议。
controlnet 参数
ControlNet是一种使用在工业自动化应用中的网络。
它采用了一种双绞线的硬件接口,可以提供高速、可靠的数据传输。
以下是ControlNet的一些参数:
1. 传输速度:ControlNet可以支持最高5 Mbps的数据传输速度,这使得它适用于需要快速、实时的数据传输的应用。
2. 最大网络长度:ControlNet支持最大网络长度为1000米。
这样的长度允许在大型工厂环境中连接多个设备。
3. 最大节点数量:ControlNet网络可以支持最多99个节点。
每个节点可以是PLC、HMI、IO模块或其他控制设备。
4. 网络拓扑:ControlNet网络支持多种拓扑结构,包括线性、星形和树状。
这使得它可以适应不同的工厂布局和设备连接需求。
5. 通讯协议:ControlNet使用了CIP(Common Industrial Protocol)作为其通讯协议。
CIP是一种开放、标准化的通讯协议,可以实现设备之间的互操作性和数据交换。
6. 安全功能:ControlNet提供了诸如数据加密、数据完整性验证和身份认证等安全功能,以确保网络通讯的安全性。
7. 故障恢复:ControlNet拥有自动故障检测和恢复功能,当网络中的某个节点失效时,它可以自动重新路由数据,以保证数
据传输的连续性。
需要注意的是,ControlNet是一种专有的网络技术,它是罗克韦尔自动化(Rockwell Automation)开发和推广的。
在选择使用ControlNet网络时,需要确保所使用的设备和系统支持该技术。
ControlNet网络ControlNet网络是一种创新的工业控制系统,它被用于连接不同种类的工业设备和控制器,以实现更高效、更可靠的工业自动化。
ControlNet网络与传统的Ethernet网络不同,它具有更高的数据传输速度和更高的带宽,并且可以连接更多的设备。
在本文中,我们将全面介绍ControlNet网络的特点、结构和应用,希望能让读者深入了解这种重要的控制系统。
ControlNet网络的特点ControlNet网络是一种高性能的控制网络,它的主要特点包括:1、高速数据传输:ControlNet网络的数据传输速度高达5Mbps,远远高于Ethernet网络。
它可以实时传输大量的数据,包括传感器数据、控制指令和报警信息等。
这样可以实现更准确和灵活的控制操作。
2、可靠性高:ControlNet网络采用了冗余次席结构,使得网络具有高度的容错性和可靠性。
即使发生故障,也不会对整个网络造成影响。
此外,ControlNet网络配备了自动重连和自动恢复功能,可以很快地恢复正常工作状态。
3、扩展性强:ControlNet网络可以轻松地扩展和修改,以适应不同种类的设备和控制器。
它采用了开放的通信协议,可以与不同厂商的设备进行通信。
4、性能稳定:ControlNet网络采用了CRC校验和数据包重发等技术,可以确保数据传输的准确性和完整性。
同时,ControlNet网络还配备了多种安全措施,包括密码认证和数据加密,以保护网络的安全性。
ControlNet网络的结构ControlNet网络由若干个节点组成,每个节点包括一个控制器和多个设备。
控制器负责控制网络中的设备,设备则负责采集和传输数据。
ControlNet网络的通信方式采用了Master-Slave结构,即一个Master控制器可以控制多个Slave设备。
Master控制器也可以作为一个Slave设备与其他Master控制器进行通信。
在整个网络中,每个节点都可以与其他节点进行通信,实现实时控制和数据传输。
PROFIBUS总线、CAN总线及工业以太网的应用探讨姜勇刚通信作者:冯震(指导教师)(湖北师范学院机电与控制工程学院湖北黄石435000)摘要:本文主要介绍了PROFIBUS总线,CAN总线及工业以太网各自的的特点与不足,对三者的网络协议规范进行比较。
探讨了工业应用中的两种方案:PROFIBUS与工业以太网结合应用—Profinet;CAN与工业以太网并存组网。
展望了工业以太网在工业网络控制中的发展趋势。
关键词:PROFIBUS CAN 工业以太网工业网络控制The discuss and application among PROFIBUS, CAN BUS andIndustrial EthernetJiang Yong-gangCommunication author: Feng Zhen (teacher)(Electrical and control engineering department Hubei Normal University Huangshi China 435000) Abstract: This article mainly introduced the PROFIBUS, CAN bus and Industrial Ethernet their respective advantages and disadvantages of the three network agreement standard for comparison. Discusses two kinds of industrial applications: PROFIBUS gets new development ——Profinet; CAN coexist with industrial Ethernet make new mixed network. Industrial Ethernet is prospected in industrial network control in development trend.Keywords: PROFIBUS CAN Industrial Ethernet Industrial Control0 引言现场总线(Fiedldbus)是80年代末国际上发展起来的现场智能设备互联通讯网络,目前已成为世界上自动化技术的研究热点,据不完全统计,各类总线有四十多种[1]。
V o l u m e 6, I s s u e PROFINET POWERLINK EtherNet/IP EtherCAT SERCOS III系统如何运行用户组织背景一览投资可行性及性能您需要知道的每件事系统比较五大主流技术S t e f a n S c h ön e g g e rB h a g a t h S i n g h K a r u n a k a r a nH u a z h e n S o n gS t ép h a n e P o t i e rA n t o n M e i n d lC h r i s t i a n S c h l e g e l对局外人而言,工业以太网存在很多让他们混淆的问题-而且并非孤立,即使那些专家有时候也被各种风起云涌的竞争系统所困扰,尽管制造商们提供了很多信息,描述他们的技术性能和特定的功能,并希望给出易于理解的解释,然而,用户仍然发现他们无法从这里获得比较全面信息以支持他们进行这个方面的投入。
我们也的确经常会遇到这方面的需求-寻求一个概要性的对于主流系统的评价:“在哪些方面存在差异?”,因此,我们觉得有必要出版一个专刊用来探讨这个话题,在创建这个话题时,我们试图去尽力保持客观与公正的角色,我们的综述聚焦于技术本身及其商业意义,也同时考虑了评估系统的战略要素-这主要是对那些考虑长期以太网设备投资安全性的决策者而言的。
在这个刊物中的观点来源于与多个领域中的开发者及决策制定者的交流与探讨而获前言1 s 10 00 s 1 ms 10 ms 100 ms 1 s 10 s高性能同步处理,电子传动机床,高速过程,机器人输送系统,简单控制,多数自动化系统楼宇技术,控制和自动化水平,无故障过程和仓储系统响应时间/抖动实时等级和应用领域实时的不同方法其中一个关键的区别在于不同的工业以太网如何调度并管理数据传输使得网络可以提供实时性,EtherCAT和SERCOSIII 的通信采用了集束帧方式:在每个周期,网络向所有的节点发送一个数据报文,从一个节点到另一个沿环形拓扑结构进行传输,同时采集每个节点的响应数据。
controlnet语意表ControlNet是一种通信协议,是用于工业自动化领域的网络通信技术。
它的主要作用是实现实时、可靠、高效的数据交换,用于连接工业控制系统中的各个设备和组件。
本文将介绍ControlNet协议的特点、应用场景以及它在工业自动化领域的重要性。
ControlNet协议是由罗克韦尔自动化公司(Rockwell Automation)开发的,它在工业自动化中具有广泛的应用。
它采用了主从结构的通信方式,其中一个控制节点作为主节点,其他从节点通过ControlNet网络与主节点进行通信。
ControlNet网络的传输速率可以达到5Mbps,可以满足高速、稳定的数据传输需求。
ControlNet协议具有以下特点:1. 实时性:ControlNet协议采用了时间划分多址(TDMA)的技术,使得数据传输具有极高的实时性。
它能够保证数据的实时传输,确保工业控制系统各个组件之间的协调运作。
2. 可靠性:ControlNet采用了冗余机制,即每个从节点都与多个主节点相连,确保在某个节点故障的情况下,通信系统仍能够正常运行。
同时,它还具有错误检测和纠正的功能,能够有效地防止数据传输错误。
3. 高效性:ControlNet协议的数据传输速率较高,可达到5Mbps,使得工业控制系统可以高效地进行数据交换。
它还支持多个主节点同时进行数据传输,提高了网络的吞吐量和效率。
ControlNet协议在工业自动化中具有广泛的应用场景:1. 工业控制系统:ControlNet协议可以用于连接各种工业控制设备,如PLC(可编程控制器)、DCS(分散控制系统)等,实现数据的传输和交换。
工业控制系统中的各个组件通过ControlNet网络连接起来,可以实现实时的数据监控和控制。
2. 过程控制:ControlNet协议在化工、能源、制药等行业的过程控制中得到广泛应用。
它可以实现对生产过程中的各个参数进行实时监控和调节,提高生产效率和产品质量。
十种类型现场总线的体系结构目录综述 (2)1 Type1 TS61158 现场总线 (2)2 Type2 ControlNet和Ethernet/IP现场总线 (3)3 Type3 Profibus 现场总线 (4)4 Type4 P-NET现场总线 (5)5 Tpye5 FF HSE现场总线 (5)6 Type6 SwiftNet现场总线 (6)7 Type7 WorldFIP现场总线 (7)8 Type8 INTERBUS现场总线 (8)9 Type9 FF H1现场总线 (10)10 Type10 PROFI net现场总线 (10)综述按照国际电工委员会IEC/SC65C的定义,安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行和多点通信的数据总线称为现场总线。
根据使用场合和用途不同,现场总线又分为H1低速现场总线和H2高速现场总线。
IEC/SC65C最初定义H1总线为用于制造或过程区域的、通过两根传输线向现场装置供电的低速串行总线,H2总线为无需解决两线制供电,用于装置间传送信息的高速串行总线。
H1和H2总线相辅相成构成了完整的工业自动化系统信息通信网络。
经过长达15年的争论,IEC61158用于工业控制系统的现场总线国际标准于2000年初终于获得通过,现场总线之争逐渐随之退潮,IEC/SC65C/WG6现场总线标准委员会到此也完成了历史使命。
为了进一步完善IEC61158标准,IEC/SC65C成立了MT9现场总线修订小组,继续这方面的工作。
MT9工作组在原来8种类型现场总线的基础上不断完善扩充,于2001年8月制定出由10种类型现场总线组成的第三版现场总线标准,它们是:Type1 TS61158 现场总线、Type2 ControlNet 和Ethernet/IP 现场总线、Type3 Profibus现场总线、Type4 P-NET现场总线、Type5 FF HSE现场总线、Type6 Swift-Net 现场总线、Type7 WorldFIP现场总线、Type8 INTERBUS现场总线、Type9 FF H1现场总线以及Type10 PROFInet现场总线,该标准于2003年4月成为正式国际标准。
网络运动控制器和PROFIBUS-DP现场总线标准的网络接口固高公司的基于网络的运动控制器主要是由网络接口模块和运动控制器组成。
基于网络的运动控制器主要应用于那些执行元件与控制系统之间的距离较远和分散,为了减少系统联线、提高系统的安装和可维护性,用户可以根据实际应用需要,选用相应的网络接口模块和运动控制器模块组成网络型运动控制器,以取代传统的集中控制方式。
固高公司主要提供PROFIBUS-DP,以太网和RS485网络接口模块。
固高的网络接口模块和运动控制器之间采用PC104标准总线通信。
通信时,网络接口模块接收网络上的相关信息之后,将信息转换成运动控制器可以接受的指令序列,通过双口存贮器或输入/输出方式,命令运动控制器动作。
对于有特殊需要的用户,固高公司还可以给用户提供特殊要求的定制服务。
固高公司提供的主要网络接口模块包括:1.RS-232/ RS-485接口转换模块。
2.RS-485网络接口模块。
3.PROFIBUS-DP现场总线标准的网络接口模块。
4.以太网接口模块。
Profibus-DP最快的总线,世界范围的标准:•Profibus是标准化的开放式的通信网络。
•Profibus有三种子协议:Profibus-DP、Profibus-FMS、Profibus-PA 。
•Profibus-DP用于工厂自动化中,主控器(PC、PLC等)与现场设备的数据交换。
•Profibus-DP使用基于RS-485标准的物理层,它是一个两线差分系统,具有极强的抗电磁干扰能力。
•Profibus-DP通常采用主从方式进行工作。
•为了满足应用PROFIBUS-DP现场总线用户在系统中快速集成固高公司提供的运动控制器,固高公司专门开发了一种具有PROFIBUS-DP现场总线标准的网络接口模块。
用户可以利用该模块的PC104标准总线接口,插到具有同样PC104接口的运动控制器上,构成一种具有PROFIBUS-DP 现场总线网络接口的运动控制器,这样该运动控制器可以通过GSD文件直接集成到PROFIBUS-DP现场总线网络控制系统中。
controlnet原理解析
ControlNet是一种工业控制网络,用于实现自动化控制系统的
通信和数据交换。
它基于CAN(控制器局域网)协议,但在
数据传输速率、节点数量和距离等方面做了一些优化。
ControlNet的原理可以分为以下几个方面:
1. 网络拓扑结构:ControlNet网络采用总线型拓扑结构,所有
节点都连接到同一条控制总线上。
总线上还可以连接一个或多个I/O节点,用于连接输入输出设备。
2. 数据传输:ControlNet使用了非迟滞时钟调谐技术(non-redundant clock tuning),即发送方和接收方分别使用自己的
时钟来同步数据传输。
这样可以减小传输延迟和提高数据传输的实时性。
3. 数据传输速率:ControlNet的数据传输速率可达到5Mbps,
比普通CAN协议的1Mbps要快。
这使得ControlNet适合于大
规模的工业自动化应用,可以实现快速高效的数据传输和控制。
4. 网络节点数量:ControlNet允许最多99个节点连接到同一
条总线上,每个节点都有自己的唯一标识符。
这些节点可以是PLC、HMI、IO设备等。
5. 容错性:ControlNet具有高度的容错性,当总线上发生故障时,可以自动检测并通过冗余路径进行数据传输。
此外,ControlNet还支持节点的热插拔,可以在运行时添加或删除节
点,而不会影响整个网络的正常运行。
总的来说,ControlNet是一种可靠、高效的工业控制网络,通过高速数据传输和灵活的节点连接方式,实现了工业自动化系统中的实时控制和数据交换。
ControlNet和Profibus的比较
罗克韦尔的NetLinx提供从车间底层到以太网为基础的企业层的数据的无缝路由,无需编程或使用网关。
Siemens在不同的网络之间需要使用网关控制器,同时从专有的以太网到Profibus、到ASI、到现场设备的数据,还需要在每个控制器上用像天书一样的消息编程。
使用NetLinx,用户不再需要通过编程,就可以在不同的网络之间传递数据。
这就省去了内存地址映射问题,也不必担心数据类型。
生产者/客户模型是最新的网络技术,可以灵活调整网络以满足苛刻的控制响应要求,提供响应更好、更灵活和更高效的系统。
在应用需要时,主动把I/O和处理器状态事件提供到需要的地方。
这是通过缝变则报、I/O共享、规划、周期方式(基于时间)等实现的。
Profibus 是1980年代设计的,受限于主/从模型,所有的从设备采用轮询的方法。
Profibus系统的响应随着设备的增加而增加,如果系统的响应速度无法接受,在调整网络方面没有灵活性。
Profibus的I/O模块必须等待主控制器的轮询,共享I/O状态只有通过用户编程才能在处理器之间实现,而这些还通常需要通过不同的专有“对等”网络实现(Ethernet, FMS或Siemens “MPI”)。
ControlNet既提供到I/O和工厂设备的实时控制,又提供到对等设备或智能设备的消息传递。
Profibus方案通常需要额外的网络,比如以太网或西门子专有的“MPI”网完成对等通讯,这就需要更多的连线、更多的通讯设备和更高的造价。
Profibus消息传递的能力是有限的。
多种不同的网络:DP, PA, FMS (以及其他网络),每种都有Siemens “Sinec”专有的版本。
“Sinec”设备和最新的网络版本不兼容。
ControlNet可以保持可重复的响应,和网络设备消息传递无关,和编程无关,甚至和增加节点无关。
ControlNet的速度和节点数无关,和介质无关,和中继器无关。
Profibus的速度和节点数相关,和介质相关,和中继器相关。
只有通过光纤,通讯速度才能和距离无关。
ControlNet具有更好的确定性。
Profibus DP(12Mb)在增加消息传递和编程之后,确定性变差。
ControlNet,使用生产者和客户模型,具有更好的确定性和可重复性(和网络上设备的数量无关)。
独立的测试表明,Profibus DP(12Mb):13个节点,两个PLC确定性的标准偏差是0.793ms。
但是,如果增加有限的消息传递(10个字节),标准偏差是 2.318ms。
在实现消息传递后,标准偏差是原来的3倍。
ControlNet I/O刷新速度的标准偏差是固定的,和增加多少消息传递无关。
尽管西门子声称Profibus是灵活的,DP和FMS可以同一条线上,但是,对等通讯将影响系统的响应和时间苛刻的I/O。
Profibus供应商建议使用不同的网络(FMS 和DP)用于对等通讯和时间苛刻的I/O 。
而ControlNet可以在同一条电缆上,同时进行编程、消息传递和时间苛刻的I/O数据的传送,丝毫不影响系统的确定性。
欧洲的用户认为,Profibus是欧洲性能最差的网络。
(1997 IMS
研究)。
ControlNet可以通过自动寻址方式检测重复地址。
使用ControlNet网,用户可以“规划”I/O刷新。
罗克韦尔可以在不同网络层的设备之间传送数据和编程。
西门子只能提供两级网络之间的编程。
罗克韦尔控制器不需要管理网络流量:控制器控制和使用NetLinx的服务来采集需要的数据。
ControlNet网具有很好的诊断和排错功能。
Profibus仅仅提供图形示意工具,对诊断没有任何帮助。
1999年,ControlNet的增长率是50%,2002年继续高速则增长。
Ethernet/IP和西门子工业以太网的比较
Ethernet/IP由三个国际组织支持:工业以太网协会(IEA),开放的DeviceNet 协会(ODV A)和ControlNet国际(CI)。
ODV A的会员超过318家。
西门子工业以太网是专有的网络。
Ethernet/IP既可以用于时间苛刻的I/O控制,又可以完成编程和一般的信息传送。
西门子工业以太网是信息网络,只能用于控制器之间的通讯和工厂层的通讯。
Ethernet/IP是建立在生产者和客户网络模型基础上的,可以和ControlNet和DeviceNet是实现无缝连接。
Ethernet/IP可以实现西门子工业以太网和Profibus两层网络的功能。