I. Introdução
No campo da automação industrial, a seleção da tecnologia de comunicação tem um impacto crítico no desempenho, na confiabilidade e no custo do sistema. Fieldbus e Ethernet Industrial são duas tecnologias de comunicação comumente usadas que desempenham funções distintas na automação industrial. Este artigo fornece uma introdução detalhada a ambas as tecnologias e explora suas diferenças.
II. Visão geral do barramento de campo
Definição
Fieldbus é um barramento de dados de comunicação serial, digital e multiponto instalado entre dispositivos/instrumentos de campo na área de processo e dispositivos/sistemas de controle automatizados na sala de controle. Funciona como um sistema de rede e sistema de controle onde dispositivos de medição e controle individuais, descentralizados, digitais e inteligentes servem como nós de rede. Esses nós são interligados por meio de um barramento para trocar informações e executar coletivamente funções de controle automatizadas. A tecnologia Fieldbus representa uma tecnologia de comunicação de rede em nível de campo-industrial que permite a comunicação digital entre dispositivos de controle-em nível de campo, simbolizando a revolução digital na comunicação de equipamentos em nível-de campo industrial.
Características
O Fieldbus oferece uma série de vantagens importantes, incluindo simplicidade, confiabilidade e economia-. Ele aborda principalmente a comunicação digital entre dispositivos de campo, como instrumentos inteligentes, controladores e atuadores em ambientes industriais, bem como a transferência de informações entre esses dispositivos de controle de campo e sistemas de controle de{2}}nível superior. Fieldbus é um barramento de dados industrial que serve como rede de comunicação de dados subjacente em automação.
Tipos principais
Fieldbus abrange vários tipos, incluindo PROFIBUS, EtherCAT, Lightbus, Interbus, CANopen, ControlNet, interface SERCOS, Ethernet e PROFINET. Cada barramento possui características e escopos de aplicação exclusivos, permitindo aos usuários selecionar o tipo de barramento apropriado com base em requisitos específicos.
III. Visão geral da Ethernet Industrial
Definição
Ethernet Industrial é uma rede robusta de áreas e unidades baseada em IEEE 802.3 (Ethernet). Aplica a tecnologia Ethernet à automação industrial, proporcionando integração perfeita ao novo mundo multimídia. A Ethernet Industrial não é adequada apenas para ambientes de escritório, mas também aplicável à produção e automação de processos.
Características
A Ethernet Industrial oferece alta confiabilidade, alta largura de banda, fácil escalabilidade, forte interoperabilidade, gerenciamento conveniente e ampla aplicabilidade. Emprega mecanismos de redundância e topologias de rede altamente confiáveis para garantir confiabilidade e estabilidade na transmissão de dados. Além disso, a Ethernet Industrial utiliza tecnologia de transmissão de alta-velocidade, fornecendo rápida transferência de dados e recursos de processamento que suportam transmissão de dados-em tempo real e controle de alta-velocidade. Além disso, a Ethernet Industrial emprega protocolos de comunicação padronizados, permitindo que diferentes dispositivos se comuniquem e colaborem perfeitamente, melhorando assim a interoperabilidade e a compatibilidade.
Composição da Rede
Um ambiente típico de Ethernet Industrial compreende componentes de rede, componentes de conexão, meios de comunicação e processadores de comunicação Ethernet Industrial em controladores PLC e PG/PCs. Esses componentes formam coletivamente a infraestrutura Ethernet Industrial, suportando transmissão e processamento de dados.
4. Diferenças entre Fieldbus e Ethernet Industrial
Método de comunicação
O Fieldbus emprega uma estrutura de barramento, conectando vários dispositivos através de um único barramento para facilitar a comunicação e a troca de dados. A Ethernet Industrial, entretanto, utiliza topologias em estrela, anel ou árvore, conectando vários dispositivos por meio de switches e equipamentos similares para permitir comunicação e troca de dados.
Velocidade de comunicação
O Fieldbus normalmente emprega comunicação serial com velocidades relativamente baixas, geralmente abaixo de 10 Mbps. A Ethernet Industrial utiliza comunicação paralela com velocidades mais altas, normalmente 100 Mbps ou mais. Isso garante vantagens à Ethernet Industrial no manuseio de grandes volumes de dados e aplicações de controle de alta-velocidade.
Capacidade-em tempo real
Os sistemas Fieldbus normalmente apresentam forte desempenho-em tempo real, atendendo às demandas-de controle em tempo real da automação industrial. A Ethernet industrial, no entanto, tem recursos de tempo-real relativamente mais fracos e muitas vezes requer tecnologias e protocolos especializados para melhorar o desempenho-em tempo real. No entanto, com os avanços tecnológicos e otimizações de protocolo, os recursos-em tempo real da Ethernet Industrial estão melhorando continuamente.
Volume de dados
Os sistemas Fieldbus são normalmente adequados para aplicações com volumes de dados menores, enquanto a Ethernet Industrial é mais adequada para cenários que envolvem volumes de dados maiores. Nos sistemas de automação industrial, à medida que os volumes de dados continuam a aumentar e os requisitos-em tempo real se tornam mais rigorosos, o escopo de aplicação da Ethernet Industrial também está se expandindo.
Topologia
Os sistemas Fieldbus normalmente empregam uma topologia de barramento, apresentando uma estrutura relativamente simples. A Ethernet Industrial, entretanto, utiliza topologias em estrela, anel ou árvore, que são mais complexas. Essa complexidade permite maior flexibilidade e conveniência ao expandir ou atualizar sistemas Ethernet Industriais.
V. Conclusão
Tanto o fieldbus quanto a Ethernet industrial são tecnologias de comunicação vitais na automação industrial. Cada um possui características e vantagens distintas, atendendo a diferentes cenários e requisitos de aplicação. Ao selecionar uma tecnologia de comunicação, deve-se levar em consideração de forma abrangente as necessidades específicas do aplicativo, a escala do sistema, o volume de dados e as demandas de desempenho-em tempo real. À medida que a tecnologia avança e as aplicações se aprofundam, o fieldbus e a Ethernet industrial continuarão a desempenhar papéis significativos na automação industrial.