http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 11:06:16 來源:David W. Humphrey ARC谘詢集團
編者語:最近兩大主要的工業網絡組織ODVA與Profibus國際組織都宣布正在各自擴展一種非以太網的網絡協議。其中,ODVA公布了其最新的CompoNet規範,而Profibus國際組織則公布了其IO-Link集成規範,這將有利於提升機械控製水平。
目前所出現的新的工業網絡協議幾乎都是基於以太網的技術,不過最近兩大主要的工業網絡組織——ODVA與Profibus國際組織都宣布正在各自擴展一種非以太網的網絡協議,一種底層的比特級工業網絡規範。其中,ODVA公布了其最新的CompoNet規範,而Profibus國際組織則公布了其IO-Link集成規範。盡管兩種技術差別甚多,不過重點都是圍繞低成本的應用需求。
IO-Link與CompoNet相互之間絕不是競爭關係,它們其實是對各自的現有網絡架構的完善和擴展,通過不同的途徑提高各自工業網絡標準的實用價值。IO-Link利用現有的點對點連接技術增加網絡效率,增加設備間的信息交換能力。另一方麵,CompoNet則針對相對昂貴的其他網絡技術提供一種低成本的機械控製方案。同時,對於欠完善的網絡而言,CompoNet憑借其優良特性也是一種具有吸引力的解決手段。
多年以來,低成本的工業網絡市場一直由AS-i這一比特總線技術所統治,因為AS-i可以為簡單的二進製設備提供廉價的聯網方案。AS-i據說目前已經超過了1000萬個安裝節點。以此為基礎,上述兩大工業組織在擴展其現有網絡進入低成本應用領域的時候,大大減少了工作量。因此AS-i為它們提供了一種現成的解決方案,使其可以通過簡單的網關與幾乎任何工業網絡進行連接。實際上,作為Profibus和Profinet標準的主要倡導者,西門子已經把AS-i作為Profibus下麵一層的網絡標準方案的一部分了。
IO-Link實現簡單設備的智能化
可以肯定的說,Profibus國際組織的IO-Link技術並非一種工業網絡,而是一種簡單的協議,能夠增強現有工業網絡中連接設備間的通信能力。IO-Link使用現場設備和I/O通道間現有的24 VDC電源輸入的點對點連線,通過基於通用異步收發器UART的脈衝模塊傳送更多的數據信息,傳輸距離可達到15m。這些被傳輸的數據可能包括過程數據、診斷數據或者是配置數據。借助現有的連線,無論是符合IO-Link規範的設備還是標準的設備,都可以同時運行使用,也即是說IO-Link能夠與現有的傳統設備和配置兼容。
一個典型的IO-Link應用需要一個IO-Link主站,例如一個兼容Profibus的遠程IO模塊就可以作為主站。除了標準的I/O信號,該模塊通過脈衝調製過程發送和接收配置數據、診斷數據或增強的過程數據,然後把它們打包到Profibus數據報文中,最後傳送給網絡主控站,通常是一台PLC。上述應用中,遠程I/O的連接保持相同,IO-Link的優勢主要在於更大的信息交換能力,這是以前標準I/O設備無法實現的。IO-Link的另一個好處就是通過任何遵從該協議的I/O設備,IO-Link便可應用在任何I/O係統中,包括本地I/O、遠程I/O,設備總線或者比特總線。
CompoNet帶來高性能和低成本
CompoNet是ODVA頒布的第一套非羅克韋爾自動化開發的網絡規範。取而代之的是,ODVA的其他成員以及領先的離散傳感器供應商Omron公司首先將CompoNet作為自己原有的CompoBus/S總線的物理層,並增加ODVA的通用工業協議CIP作為應用層。CIP是ODVA其他網絡規範,如DeviceNet, ControlNet與EtherNet/IP的公共應用協議。通過共享CIP協議,CompoNet可以很容易地集成到現有的CIP架構中,並簡化路由信息,縮短今後網絡特性的開發時間,如集成的總線安全。CompoNet的目標是完善實際應用中DeviceNet層以下的控製,因為以前用於底層的工業網絡可能成本比較高。然而,由於CompoNet的優良特性和更低的成本,它將可能取代現有的一些DeviceNet的應用。
CompoNet完全是一種新的工業網絡,具備完整的獨立的拓撲特性、線纜規格和連接器規範。CompoNet現有的拓撲結構包括傳統的菊花鏈結構、星型結構或者主-從總線型結構。利用雙芯或者四芯線纜(帶總線供電),網段長度可以從30m到最大500m,因此CompoNet可以根據各種機械結構進行不同規模的擴展。該網絡數據速率可以從93.75 kbps~4Mbps,並能夠處理128個位輸入/輸出從站,64個字節輸入或者輸出從站,每幀采用44個字節來描述信息。據ODVA宣稱,該網絡的更新時間僅有1ms,完全滿足現代PLC性能的要求,因此CompoNet對於低成本的OEM機械控製應用非常具有吸引力。
與IO-Link不同的是,CompoNet可以看作是對AS-i以前優勢應用領域的有力挑戰。盡管CompoNet與AS-i都具有低成本的特點,但相比較而言,CompoNet的關鍵優勢在於其更佳的網絡性能,以及CIP協議的應用。根據ODVA的說法,現在已有很多I/O和現場設備供應商表示出了對支持CompoNet的強烈興趣,尤其是在歐洲的供應商,都期待能在2006年第四季度發布經過認證的具體產品。
診斷的價值
任(ren)何(he)一(yi)種(zhong)新(xin)的(de)聯(lian)網(wang)技(ji)術(shu),其(qi)真(zhen)正(zheng)的(de)價(jia)值(zhi)在(zai)於(yu)它(ta)能(neng)夠(gou)增(zeng)強(qiang)和(he)提(ti)高(gao)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)的(de)信(xin)息(xi)訪(fang)問(wen)能(neng)力(li)。現(xian)在(zai)工(gong)廠(chang)要(yao)求(qiu)獲(huo)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)信(xin)息(xi),而(er)技(ji)術(shu)讓(rang)信(xin)息(xi)更(geng)易(yi)獲(huo)得(de)。就(jiu)製(zhi)造(zao)的(de)產(chan)品(pin)而(er)言(yan),設(she)備(bei)本(ben)身(shen)的(de)信(xin)息(xi)與(yu)從(cong)設(she)備(bei)上(shang)讀(du)取(qu)的(de)信(xin)息(xi)同(tong)等(deng)重(zhong)要(yao)。幾(ji)年(nian)前(qian),甚(shen)至(zhi)AS-i技術也在診斷方麵下了不少的功夫,希望在原來的純比特級總線的基礎上,增加設備診斷、模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)通(tong)信(xin)和(he)發(fa)送(song)能(neng)力(li)。當(dang)然(ran),我(wo)們(men)在(zai)增(zeng)強(qiang)網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)信(xin)息(xi)交(jiao)換(huan)能(neng)力(li)的(de)同(tong)時(shi),不(bu)要(yao)忘(wang)記(ji)改(gai)進(jin)底(di)層(ceng)網(wang)絡(luo)原(yuan)來(lai)的(de)主(zhu)要(yao)方(fang)向(xiang),即(ji)節(jie)省(sheng)連(lian)線(xian)成(cheng)本(ben)。
一些用戶也許會質疑
底層應用是否需要診斷。雖然最簡單的ON/OFF開(kai)關(guan)裝(zhuang)置(zhi)也(ye)許(xu)不(bu)需(xu)要(yao)收(shou)發(fa)額(e)外(wai)信(xin)息(xi),但(dan)是(shi)有(you)一(yi)部(bu)分(fen)離(li)散(san)裝(zhuang)置(zhi)通(tong)過(guo)增(zeng)加(jia)一(yi)點(dian)診(zhen)斷(duan)智(zhi)能(neng)可(ke)以(yi)給(gei)應(ying)用(yong)帶(dai)來(lai)好(hao)處(chu)。這(zhe)類(lei)離(li)散(san)裝(zhuang)置(zhi)包(bao)括(kuo)具(ju)有(you)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)的(de)感(gan)應(ying)式(shi)或(huo)電(dian)容(rong)式(shi)現(xian)場(chang)傳(chuan)感(gan)裝(zhuang)置(zhi),以(yi)及(ji)簡(jian)單(dan)的(de)模(mo)擬(ni)控(kong)製(zhi)閥(fa)。此(ci)外(wai),像(xiang)光(guang)幕(mu)這(zhe)類(lei)光(guang)學(xue)傳(chuan)感(gan)器(qi)裝(zhuang)置(zhi)也(ye)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)這(zhe)種(zhong)診(zhen)斷(duan)能(neng)力(li)發(fa)送(song)設(she)備(bei)狀(zhuang)態(tai)信(xin)息(xi),如(ru)鏡(jing)頭(tou)的(de)光(guang)潔(jie)度(du)信(xin)息(xi)。一(yi)直(zhi)以(yi)來(lai),最(zui)終(zhong)用(yong)戶(hu)都(dou)無(wu)法(fa)確(que)定(ding)簡(jian)單(dan)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)和(he)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)診(zhen)斷(duan)成(cheng)本(ben),因(yin)而(er)現(xian)在(zai)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)設(she)備(bei)供(gong)應(ying)商(shang)具(ju)有(you)診(zhen)斷(duan)功(gong)能(neng)的(de)產(chan)品(pin),確(que)定(ding)診(zhen)斷(duan)的(de)成(cheng)本(ben)情(qing)況(kuang)。
建議:IO-Link與CompoNet為wei終zhong端duan用yong戶hu提ti供gong了le有you價jia值zhi卻que又you完wan全quan不bu同tong的de解jie決jue方fang案an。隨sui著zhe兩liang種zhong技ji術shu產chan品pin的de逐zhu步bu麵mian市shi,用yong戶hu應ying該gai重zhong新xin評ping價jia一yi下xia自zi己ji目mu前qian的de聯lian網wang策ce略lve,考kao慮lv在zai哪na些xie地di方fang可ke以yi利li用yong這zhe些xie新xin的de解jie決jue方fang案an,以yi最zui佳jia地di滿man足zu未wei來lai需xu求qiu。
現場設備供應商現在也麵臨著選擇支持哪種新技術的問題。由於有ODVA和PI的支持,相信IO-Link與CompoNet都將可能被終端用戶所接受。設備供應商需要與自己的客戶緊密協作,幫助他們理解如何最大化技術帶來的效益。