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工業以太網大潮下的現場總線還在堅守

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 22:03:14 來源:玖越機器人

  在(zai)全(quan)球(qiu)製(zhi)造(zao)企(qi)業(ye)加(jia)快(kuai)智(zhi)能(neng)製(zhi)造(zao)轉(zhuan)型(xing)的(de)當(dang)口(kou)下(xia),工(gong)業(ye)互(hu)聯(lian)網(wang)席(xi)卷(juan)了(le)全(quan)球(qiu),促(cu)成(cheng)了(le)各(ge)式(shi)各(ge)樣(yang)的(de)工(gong)業(ye)通(tong)信(xin)方(fang)式(shi)。但(dan)無(wu)論(lun)是(shi)行(xing)業(ye)調(tiao)研(yan)報(bao)告(gao),還(hai)是(shi)自(zi)動(dong)化(hua)企(qi)業(ye)或(huo)工(gong)業(ye)通(tong)信(xin)方(fang)案(an)商(shang)的(de)統(tong)計(ji),都(dou)能(neng)看(kan)出(chu)一(yi)個(ge)事(shi)實(shi),那就是工業以太網開始統治全球工業網絡市場,取代幾十年來占據主導地位的現場總線網絡。

  工業通信風向的轉變

  現場總線作為將自動化底層的現場控製器和智能儀表設備互聯的實時控製網絡,可以說終結了4-20mA的模擬信號的時代,讓工業網絡正式跨入了數字時代。現場總線的出現,帶來了減少布線、加(jia)快(kuai)診(zhen)斷(duan)和(he)附(fu)加(jia)信(xin)息(xi)等(deng)諸(zhu)多(duo)好(hao)處(chu),但(dan)在(zai)實(shi)際(ji)發(fa)展(zhan)過(guo)程(cheng)中(zhong),出(chu)現(xian)了(le)太(tai)多(duo)的(de)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)技(ji)術(shu)。這(zhe)些(xie)標(biao)準(zhun)不(bu)僅(jin)種(zhong)類(lei)不(bu)同(tong),通(tong)訊(xun)協(xie)議(yi)也(ye)不(bu)同(tong),所(suo)以(yi)始(shi)終(zhong)未(wei)能(neng)統(tong)一(yi)標(biao)準(zhun),隻(zhi)有(you)一(yi)個(ge)多(duo)標(biao)準(zhun)的(de)妥(tuo)協(xie)標(biao)準(zhun)。這(zhe)些(xie)標(biao)準(zhun)中(zhong),占(zhan)據(ju)主(zhu)導(dao)地(di)位(wei)的(de)還(hai)是(shi)1989年誕生的PROFIBUS。

  PI North America作為一個非盈利貿易組織,在1994年成立之初名字還是PROFIBUS貿易組織。從名字就能顯而易見地看出,他們推廣的是PROFIBUS這類現場總線技術,更名之後,他們成了PI這一傘狀組織下負責北美推廣的一員,而這時他們推廣的不隻是PROFIBUS了,還有PROFINET這一誕生自本世紀初的工業以太網技術。根據PI North America的說法,當下每賣出一個PROFIBUS節點,就有4個PROFINET節點被賣出,可見兩者之間的龐大差距了。

  差距的來由

  形成這樣的差距不是沒有道理,這點從性能上就可以看出,由於物理層的限製,使用RS-485的PROFIBUS隻能做到12Mbit/s的速度,而反觀基於以太網的PROFINET卻可以實現100Mbit/s乃至1Gbit/s的速度。

  此外,PROFIBUS的報文大小最高隻244字節,地址空間也限製在了126個設備,PROFINET的報文大小最高可達1440字節,而且毫無地址空間的限製。所以我們看到的現場總線向工業以太網技術轉變,其實就是工業通信朝現代技術的遷移而已。

AC500係列PLC /ABB

  xianchangshebeizhizaoshangmenyedoushimingyanren,xianchangzongxianjishuxianzhilekongzhixitongdexingnengfazhan,rujintamentuichudechanpindoukaishitigonggongyeyitaiwangzhichi,erqieshizhichiduozhonggongyeyitaiwangxieyi。gongchengshihekaifarenyuanyedoulejiegaijishu,xiangguandeyunweijingyanyedouyijingjiqifengfu。

  不過根據HMS的統計,雖然市場份額有小幅下跌,但現場總線依然占據了27%的市場。這是因為現有的現場總線設備基數龐大,早在PROFINET這樣的以太網技術麵世之前,PROFIBUS這樣的現場總線就已經耕耘十數年,擁有千萬級別的節點數量了。

  雖然建設新項目還是更傾向於使用工業以太網,但已經投入現場總線的廠商仍可以繼續添加PROFIBUSjiedian。womenshuogongyeyitaiwangdejianshexingjiabizaibuduantigao,raneryaoxiangdajianyidingguimodegongyeyitaiwangluo,haishibubizhijieliyongyiyoudexianchangzongxianshihui。suoyiyaoxiangkandaoxianchangzongxiandetuixiu,nahaidedengshanghaochangyiduanshijian。

  結合兩家之長

  同樣誕生於本世紀初的EtherCAT常被稱作是“以太網現場總線”,EtherCAT具備工業以太網的靈活網絡拓撲結構,又擁有現場總線係統一樣直觀簡便的操作。與此同時,EtherCAT的報文大小最大可達60KB,意味著可以將大量數據從節點移動到主節點,

H5U係列PLC /彙川

  EtherCAT的另一大優勢就是主站完成通訊功能不會給主機CPU帶來任何負擔,因此主站無需專用的通訊處理器,隻需要NIC卡或者集成的以太網MAC設備保證一個以太網端口即可,但在從站上仍需要專用的控製器芯片,好在不少廠商都提供這些芯片,比如ADI、TI、瑞薩、Microchip、英飛淩等,價格也足夠低廉,所需成本可以做到等同甚至低於現場總線係統。更何況EtherCAT由於不是基於TCP/IP,所以也用不到MAC地址或IP地址,免去了配置交換機和路由器的麻煩,進一步降低了部署成本。

EtherCAT耦合器 / 倍福

  2018年,倍福推出了EtherCAT協議的兩大新版本,EtherCAT G和EtherCAT G10,分別將速度提升至1Gbit/s和10Gbit/s。這對於需要傳輸大量數據的機器視覺、高端測量或複雜運動控製來說至關重要,而且即便是現有的百兆EtherCAT設備,也能無縫兼容到EtherCAT G/G10係統中。

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