Ett ökande antal industriella styrsystem använder fältbussar för att styra fler sensorer och ställdon. Som ett viktigt ställdon i vätskestyrningsprocesser används elektriska ställdon ofta i industriella applikationer. De vanligaste bussystemen för elektriska ställdon inkluderar Modbus, CAN, Profibus, DeviceNet, Foundation Fieldbus, HART och Ethernet.

Vanliga bussystem för elektriska ställdon:

  • Modbus

  • CAN

  • Profibus

  • DeviceNet

  • Foundation Fieldbus (FF)

  • HJORT

  • Ethernet

Modbus

Jämfört med andra fältbusstekniker är Modbus enkel men multifunktionell. Den tillhandahåller alla tjänster som krävs för fabriksautomation, såsom utbyte av enkel binär information, analoga värden, enhetsparametrar eller diagnostikdata.

För fabriksautomation och enheter som Profibus används vanligtvis ett enkelt och robust fysiskt lager, RS-485. Baserat på detta fysiska lager stöder Modbus olika telegramformat, såsom Modbus RTU eller Modbus ASCII. Användning av den Ethernet-baserade Modbus TCP/IP-versionen möjliggör vertikal integration med värdautomationssystem.

Drag:

  • Enkelt protokoll

  • Lämplig för enkla industriella automationsmiljöer
    www.modbus.org

CAN (Controller Area Network)

CAN är ett seriellt kommunikationsprotokoll standardiserat av ISO och föreslogs först av Bosch 1986. Det används ofta inom fordonselektronik, industriell automation, marin, medicintekniska produkter och industriell utrustning.

CAN har två standardiserade protokoll: ISO11898 för höghastighetskommunikation (125 kbps–1 Mbps) och ISO11519-2 för låghastighetskommunikation (under 125 kbps). CAN är mycket tillförlitligt och stöder multimasterstyrning, höga överföringshastigheter och flexibla nodtillägg.

Drag:

  • Multimaster-kontroll

  • Snabb överföringshastighet

  • Flexibel nodtillägg

Profibus

PROFIBUS är en internationell, öppen och enhetsoberoende fältbussstandard. Dess överföringshastighet varierar från 9,6 kbaud till 12 Mbaud. PROFIBUS används ofta inom tillverkningsautomation, processindustriautomation och byggnadsautomation.

PROFIBUS består av tre kompatibla delar:

  • PROFIBUS-DP (Decentraliserad periferi) för kommunikation mellan styrsystem på enhetsnivå och distribuerade I/O.

  • PROFIBUS-PA (Processautomation) för anslutning av sensorer och ställdon på samma buss, med inneboende säkerhetsstandarder.

  • PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification) för övervakning på verkstadsnivå med realtids-multimaster-nätverk.

Drag:

  • Öppen arkitektur

  • Pålitlighet

  • Flexibilitet

  • Prestanda i realtid

DeviceNet

DeviceNet är en billig kommunikationsbuss som kopplar samman industriella enheter som gränsbrytare, sensorer, ventiler, motorstartare med mera, vilket eliminerar dyra kostnader för fast kabeldragning. Den förbättrar kommunikationen mellan enheter och tillhandahåller betydande diagnostiska funktioner på enhetsnivå som är svåra att uppnå med traditionella I/O-gränssnitt.

DeviceNet är baserat på CAN-protokollet och tillhandahåller dataöverföring i realtid. Det stöder punkt-till-punkt-, multimaster- eller master/slave-kommunikation och kan ansluta upp till 64 noder. Dess överföringshastigheter är 125 kb/s, 250 kb/s och 500 kb/s.

Drag:

  • Lågkostnadskommunikation

  • Enkel nätverkslösning

  • Öppen standard för hårdvara och mjukvara

  • Diagnostiska funktioner

Foundation Fieldbus (FF)

Foundation Fieldbus är specifikt utformad för processautomation, med FF H1-protokollet för överföring på fältnivå. FF stöder olika topologier och möjliggör direkt kommunikation mellan enheter när den är utrustad med en länkaktiv schemaläggare (LAS).

Drag:

  • Flexibilitet i topologi

  • Stöder decentraliserad digital styrning

  • Direkt kommunikation mellan fältenheter

  • Baserat på standardiserade funktionsblock för ingång/utgång

www.fieldcommgroup.org

HART (vägadresserbar fjärrtransduktor)

HART använder den analoga standardsignalen 4–20 mA för att överföra både analog och digital data. HART-kommunikationen modulerar den extra signalen över den analoga 4–20 mA-signalen, vilket möjliggör överföring av både digitala och analoga signaler samtidigt.

Den stöder master/slave-principen och används ofta i punkt-till-punkt-kommunikation.

Drag:

  • Använder befintlig 4–20 mA-infrastruktur

  • Digital kommunikation för ytterligare parametrar och diagnostik

  • Stöds av ett brett utbud av enheter
    www.fieldcommgroup.org

Ethernet

Idag har klassiskt Ethernet blivit den ledande datanätverksstandarden i kontorsmiljöer. ”Industriellt Ethernet” hänvisar till förbättrat Ethernet som kan användas i industriella automationsmiljöer.

Drag:

  • Realtids- och IT-dataöverföring via vanliga medier

  • Praktiskt taget obegränsat antal deltagare och nätverksutbyggnad

  • Skalbar och flexibel topologi

  • Höghastighetsdataöverföring, även för stora datamängder

  • Enkel integration med nätverksservrar och IoT-gränssnitt (t.ex. OPC UA)

Industriella Ethernet-protokoll som Profinet, Ethernet/IP och Modbus TCP integreras direkt i DCS-system och säkerställer tillförlitlig kommunikation och enkel åtkomst till enheter på fältnivå.