現(xiàn)場級聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新進展
2006年9月4日,由中國PROFIBUS用戶組織(CPO)和PROFIBUS國際組織(PI)共同在北京長城飯店舉行了“PROFIBUS和PROFINET最新技術(shù)新聞發(fā)布會”。值得關(guān)注的是,此次PI在中國首次發(fā)布的IO-Link技術(shù),一種將傳統(tǒng)和智能的執(zhí)行器和傳感器集成在自動化系統(tǒng)中的低成本的通信接口技術(shù)。
無獨有偶,幾乎就在差不多一個月前,ODVA組織宣布,新的CompoNet規(guī)范的第一版已經(jīng)通過了其技術(shù)評審委員會的認可,并將由ODVA在CIP Networks Library和相關(guān)網(wǎng)絡規(guī)范的下一個出版周期出版。據(jù)介紹,作為整個CIP Networks家族-DeviceNet, ControlNet and EtherNet/IP-的新成員,CompoNet可以在一個網(wǎng)絡上通過配置工具來提供高速通信、高效構(gòu)建、簡單設置和高可靠性,從而滿足使用大量簡單傳感器和起動器的應用的要求。
新技術(shù)的特色和進展
迄今為止,關(guān)于這兩種新的現(xiàn)場級網(wǎng)絡應用規(guī)范資料還并不太多。據(jù)中國PROFIBUS資格中心主任唐濟揚透露,IO-Link是一種獨立于現(xiàn)場總線的通信接口,其主要優(yōu)點在于:可以將傳統(tǒng)的、智能的執(zhí)行器和傳感器(諸如,閥門組件,馬達啟動器,光學傳感器,光柵,模擬信號,RFID,執(zhí)行器等)集成在自動化系統(tǒng)中;可以實現(xiàn)傳統(tǒng)傳感器與智能傳感器的混合運行,而無需任何附加成本;它使用現(xiàn)有的各種通信系統(tǒng)減少了連接執(zhí)行器和傳感器的接口類型;通向執(zhí)行器和傳感器的最末幾米,可以采用點對點連接方式使用通常的非屏蔽標準電纜來連接,降低了電纜成本;在2ms內(nèi),可以完成循環(huán)的、確定的過程數(shù)據(jù)及診斷數(shù)據(jù)的傳輸,滿足了廣泛的應用要求;集中的故障診斷與跟蹤,到達執(zhí)行器與傳感器級(不僅限于IO模塊級別)等等。
對于該項新技術(shù)的進展情況,2006年秋季,PI將制定在現(xiàn)場總線或基于以太網(wǎng)的通信系統(tǒng)內(nèi)IO-Link的集成規(guī)范。今年晚些時候,在德國紐倫堡舉行的國際工業(yè)自動化展覽會上,將展出其原型解決方案。預計2007年開始有系列產(chǎn)品問世。
相對而言,CompoNet提供了一個先進的物理層,能將信號衰減和傳輸延遲最小化,并給用戶提供一個具有4Mbps、3Mbps、1.5Mbps和93.75kbps等各種數(shù)據(jù)率靈活的網(wǎng)絡架構(gòu),還能通過中繼器實現(xiàn)高達1500米的總網(wǎng)絡覆蓋長度。ODVA的執(zhí)行董事Katherine Voss表示:“CompoNet很容易進行配置和維修,并帶有全面的內(nèi)置查錯功能,這使之成為適合用于提高生產(chǎn)效率的高效網(wǎng)絡。”。ODVA技術(shù)評審委員會成員的Jeff Jurs表示:“CompoNet讓用戶可以高效快速地向傳感器和起動器收發(fā)大小以比特和字節(jié)的數(shù)據(jù)。結(jié)合CIP能夠在工廠層配置和收集數(shù)據(jù)的獨特優(yōu)勢,信息可以流通于整個企業(yè)。”
CompoNet規(guī)范的開發(fā)由ODVA CompoNet特別開發(fā)小組牽頭,成員包括歐姆龍公司和羅克韋爾自動化公司。為了開發(fā)這個新網(wǎng)絡技術(shù)的開放式標準,下一步將推出用于CompoNet設備的ODVA一致性測試。ODVA成員有望在2006年內(nèi)開始供應通過了CompoNet一致性測試的產(chǎn)品。
分析
多年以來低成本的底層工業(yè)網(wǎng)絡市場一直由AS-i這一比特級總線技術(shù)所主導,它是一種針對簡單的二進制設備的廉價的聯(lián)網(wǎng)方案。AS-i據(jù)說目前已經(jīng)超過了一千萬個安裝節(jié)點。正是有了AS-i的基礎(chǔ),大大減少了ODVA和PI在擴展進入底層網(wǎng)絡應用時的工作量。實際上,西門子早就把AS-i作為Profibus下面一層的網(wǎng)絡標準方案的一部分。
綜觀兩類新的技術(shù)規(guī)范,我認為其共同點在于:兩種技術(shù)都不是基于以太網(wǎng)的規(guī)范,而是一種底層的比特級傳輸?shù)墓I(yè)網(wǎng)絡。二者的重點都是圍繞低成本的應用需求,有利于我國現(xiàn)有的執(zhí)行器和傳感器加入到現(xiàn)代的自動化系統(tǒng)中,符合我國目前的國情和機械控制應用需求。
據(jù)個人理解,IO-Link與CompoNet相互之間并非競爭關(guān)系,它們是對各自的現(xiàn)有網(wǎng)絡架構(gòu)的完善和擴展,通過不同的途徑提高各自工業(yè)網(wǎng)絡標準的實用價值。IO-Link不能算是一種單獨的工業(yè)網(wǎng)絡,而只是一種簡單的協(xié)議,利用現(xiàn)有的點對點連接技術(shù)增加網(wǎng)絡效率,增加設備間的信息交換能力。而CompoNet則是一套完整的網(wǎng)絡技術(shù),具備完整的獨立的拓撲特性、線纜規(guī)格和連接器規(guī)范。CompoNet主要提供一種低成本的機械控制方案,可以看作是對AS-i應用的有力挑戰(zhàn)。盡管CompoNet與AS-i都具有低成本的特點,但相比較而言,CompoNet的關(guān)鍵優(yōu)勢在于其更佳的網(wǎng)絡性能,以及CIP協(xié)議的應用。
IO LINK的現(xiàn)場應用
另外還有一個比較有意思的事情是,CompoNet是ODVA頒布的第一套非羅克韋爾自動化主導開發(fā)的網(wǎng)絡規(guī)范。取而代之的是,它是由ODVA的其他成員以及領(lǐng)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,并增加ODVA的通用工業(yè)協(xié)議CIP作為應用層之后才推出的。(end)