以太网到设备级

基于工业以太网的解决方案现在已经建立起来，并在工厂网络中越来越受欢迎。以太网是许多工程师自动化应用的首选，原因很简单，它允许设备制造商添加以前不可能的功能。这些功能使使用基于以太网的设备变得简单方便，同时为工厂人员提供了他们所需的工具，以提高整体机器正常运行时间和可用性:

• 集成的web服务器简化了诊断和配置，

• 故障通知可以通过电子邮件发送，

• 轻松的数据路由到PLC，

• 监控PC上的应用。

有了这些优势，以太网解决方案越来越多地用于取代Profibus、DeviceNet等网络也就不足为奇了。然而，用户越深入到最低的网络级别，以太网的功能就会开始耗尽，必须采用另一种解决方案。

网络与功能相匹配

虽然以太网非常适合于顶级架构，但对于设备网络来说并不实用，特别是对于具有简单功能的设备，如离散传感器和执行器。了解这一点非常重要，因为用户目前可能无法购买到许多连接到以太网的设备，因此必须使用传统的网络解决方案来避免与离散硬连接I/O相关的问题。由于一些实际原因，AS-Interface特别适合这种用途:

• as接口是为高效传输传感器和执行器数据而设计和优化的低级解决方案。I/O节点小而便宜，允许解决方案提供商开发高度分布式I/O系统，最大限度地降低总电缆成本。

• AS-Interface为单个设备提供标准的24 Vdc电源，通过以太网仍然不实用。这样就不需要为单独的设备供电。

• as接口的配置和故障排除功能，最大限度地缩短了安装和调试时间。

• 通过将传感器和执行器等简单设备连接到as接口，可以保护在低级I/O结构上投入的时间和工程精力。从一个网络(例如DeviceNet)到另一个网络(例如Profibus)是毫不费力的。此外，上层网络的性能显著提高，当使用as接口合并I/O时，效率大约提高了10倍。

• as接口是唯一真正独立于其他网络的解决方案，因为它不是由特定的PLC制造商开发的。

• AS-Interface是唯一一个技术修改不是由单个公司决定或主导的网络。因此，所有主要plc的背板扫描卡都可与几乎任何工业网络的网关一起使用。

• as接口不与任何传统的上层网络竞争，也不试图取代任何传统的上层网络。相反，它通过提高数据传输效率，解决诸如拓扑限制、不灵活的I/O分布以及包括电缆、接头和端子在内的物理介质的高成本等安装缺点，使用户能够充分利用网络的潜力。复杂的设备(RFID系统、驱动器、HMIs等)仍然是这些上层网络的良好候选者。

• as接口使用户能够在同一网络上传输标准的、不安全的数据的同时，使用最高4类的网络安全设备。

简化上层选择

有了I/O级别的as接口，为应用程序选择正确的上层网络就变得更加简单和安全。由于这些网络受到系统供应商的严重影响，因此为应用程序选择PLC有效地选择了网络。虽然大多数PLC制造商支持以太网解决方案，但这并不意味着它们是兼容的。原因是以太网本身并没有完全定义一个通信过程。

用户必须习惯于谈论他们使用的特定以太网协议。例如，Modbus/TCP和EtherNet/IP都是基于以太网的协议，但不兼容。虽然两者都使用标准以太网帧并使用TCP进行数据传输，但它们不共享公共应用层，不能交换信息。一些制造商通过设计同时实现多个以太网协议的设备，在PLC级别上解决了这个难题。沛富的IDENT Control就是这样一个设备，它是一种RFID系统，支持四种不同的以太网协议:Modbus/TCP、Ethernet /IP、PROFNET和TCP/IP串行流。

虽然为复杂设备选择网络主要是由PLC平台驱动的，但在I/O级别使用as接口在任何情况下都是正确的选择。其灵活的网关方法完全保护用户不受I/O级别上发生的任何更改的影响，并允许工程解决方案(包括控制图纸)在新网络和网络协议可用时被重用。as接口与以太网的结合很可能是未来的制胜组合。

作者信息

Helge Hornis，博士，倍加富智能系统经理。与她联络:sales@us.pepperl-fuchs.com．

PLC网络平台

大多数PLC制造商更喜欢一个传统的设备级网络和一个以太网协议。这使得设备制造商的工作更加复杂，因为他们必须支持多种平台。以太网设备不那么复杂，因为一个设备可以使用多种协议。as接口网关与所有这些网络以及更多网络进行通信:

罗克韦尔自动化(A-B): DeviceNet;以太网/ IP

西门子:现场总线;Profinet

施奈德:网络通讯协议;Modbus / TCP

三菱:化工;(没有首选的以太网协议)

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