Egyre több ipari vezérlőrendszer alkalmaz terepi buszokat több érzékelő és aktuátor vezérlésére. A folyadékvezérlési folyamatok kulcsfontosságú aktuátoraként az elektromos aktuátorokat gyakran használják ipari alkalmazásokban. Az elektromos aktuátorokhoz leggyakrabban használt buszrendszerek a Modbus, CAN, Profibus, DeviceNet, Foundation Fieldbus, HART és Ethernet.

Elektromos aktuátorokhoz használt közös buszrendszerek:

  • Modbus

  • TUD

  • Profibus

  • DeviceNet

  • Alapítványi terepi busz (FF)

  • SZARVASBIKA

  • Ethernet

Modbus

Más terepi busz technológiákhoz képest a Modbus egyszerű, mégis multifunkcionális. Biztosítja a gyárautomatizáláshoz szükséges összes szolgáltatást, például az egyszerű bináris információk, analóg értékek, eszközparaméterek vagy diagnosztikai adatok cseréjét.

Gyárautomatizáláshoz és olyan eszközökhöz, mint a Profibus, jellemzően egy egyszerű és robusztus fizikai réteget, az RS-485-öt használják. Erre a fizikai rétegre alapozva a Modbus különféle telegramformátumokat támogat, például a Modbus RTU-t vagy a Modbus ASCII-t. Az Ethernet-alapú Modbus TCP/IP verzió használata lehetővé teszi a vertikális integrációt a gazdaautomatizálási rendszerekkel.

Jellemzők:

  • Egyszerű protokoll

  • Alkalmas egyszerű ipari automatizálási környezetekhez
    www.modbus.org

CAN (vezérlőterület-hálózat)

A CAN egy ISO által szabványosított soros kommunikációs protokoll, amelyet először a Bosch javasolt 1986-ban. Széles körben használják autóipari elektronikában, ipari automatizálásban, hajózásban, orvostechnikai eszközökben és ipari berendezésekben.

A CAN két szabványosított protokollal rendelkezik: az ISO11898 a nagysebességű kommunikációhoz (125Kbps–1Mbps) és az ISO11519-2 a kissebességű kommunikációhoz (125Kbps alatt). A CAN rendkívül megbízható, és támogatja a több masteres vezérlést, a gyors átviteli sebességet és a rugalmas csomópont-hozzáadást.

Jellemzők:

  • Többszörös vezérlés

  • Gyors átviteli sebesség

  • Rugalmas csomópont-hozzáadás

Profibus

A PROFIBUS egy nemzetközi, nyílt és eszközfüggetlen terepi busz szabvány. Átviteli sebessége 9,6 kbaud és 12 MBaud között mozog. A PROFIBUS-t széles körben használják a gyártásautomatizálásban, a folyamatautomatizálásban és az épületautomatizálásban.

A PROFIBUS három kompatibilis részből áll:

  • PROFIBUS-DP (Decentralizált periféria) az eszközszintű vezérlőrendszerek és az elosztott I/O közötti kommunikációhoz.

  • PROFIBUS-PA (Folyamatautomatizálás) érzékelők és aktuátorok ugyanazon a buszon történő csatlakoztatására, belső biztonsági szabványokkal.

  • PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification) műhelyszintű felügyelethez valós idejű több masteres hálózatépítéssel.

Jellemzők:

  • Nyílt architektúra

  • Megbízhatóság

  • Rugalmasság

  • Valós idejű teljesítmény

DeviceNet

A DeviceNet egy alacsony költségű kommunikációs busz, amely ipari eszközöket, például végálláskapcsolókat, érzékelőket, szelepeket, motorindítókat és egyebeket köt össze, kiküszöbölve a drága hardveres kábelezési költségeket. Javítja az eszközök közötti kommunikációt, és jelentős eszközszintű diagnosztikai funkciókat biztosít, amelyeket a hagyományos I/O interfészekkel nehéz elérni.

A DeviceNet a CAN protokollon alapul, valós idejű adatátvitelt biztosít. Támogatja a pont-pont, a több master vagy a master/slave kommunikációt, és akár 64 csomópontot is képes csatlakoztatni. Átviteli sebessége 125 kb/s, 250 kb/s és 500 kb/s.

Jellemzők:

  • Alacsony költségű kommunikáció

  • Egyszerű hálózati megoldás

  • Nyílt szabvány hardver és szoftver számára

  • Diagnosztikai képességek

Alapítványi terepi busz (FF)

A Foundation Fieldbus kifejezetten folyamatautomatizálásra készült, a terepi szintű átvitelhez az FF H1 protokollt használja. Az FF különféle topológiákat támogat, és közvetlen kommunikációt tesz lehetővé az eszközök között, ha link-aktív ütemezővel (LAS) van felszerelve.

Jellemzők:

  • Rugalmasság a topológiában

  • Támogatja a decentralizált digitális vezérlést

  • Közvetlen kommunikáció a terepi eszközök között

  • Szabványosított bemeneti/kimeneti funkcióblokkokon alapul

www.fieldcommgroup.org

HART (címezhető autópálya-távoli mérőátalakító)

A HART szabványos 4-20 mA-es analóg jelet használ mind az analóg, mind a digitális adatok továbbítására. A HART kommunikáció a kiegészítő jelet az analóg 4-20 mA-es jel fölé modulálja, lehetővé téve a digitális és az analóg jelek egyidejű továbbítását.

Támogatja a master/slave elvet, és gyakran használják pont-pont kommunikációban.

Jellemzők:

  • A meglévő 4-20 mA-es infrastruktúrát használja

  • Digitális kommunikáció további paraméterek és diagnosztika eléréséhez

  • Széles eszközválaszték által támogatott
    www.fieldcommgroup.org

Ethernet

Napjainkban a klasszikus Ethernet vált a vezető adathálózati szabvánnyá az irodai környezetekben. Az „ipari Ethernet” egy továbbfejlesztett Ethernetre utal, amely ipari automatizálási környezetben használható.

Jellemzők:

  • Valós idejű és informatikai adatátvitel közös adathordozókon keresztül

  • Gyakorlatilag korlátlan számú résztvevő és hálózatbővítés

  • Skálázható és rugalmas topológia

  • Nagy sebességű adatátvitel, még nagy adatmennyiségek esetén is

  • Könnyű integráció hálózati szerverekkel és IoT interfészekkel (pl. OPC UA)

Az olyan ipari Ethernet protokollok, mint a Profinet, az Ethernet/IP és a Modbus TCP, közvetlenül a DCS rendszerekbe vannak integrálva, és megbízható kommunikációt, valamint egyszerű hozzáférést biztosítanak a terepi szintű eszközökhöz.