I. Rhagymadrodd
Gyda datblygiad parhaus technoleg awtomeiddio diwydiannol, mae amrywiaeth o brotocolau cyfathrebu wedi dod i'r amlwg i ddiwallu anghenion cyfnewid data rhwng gwahanol ddyfeisiau a systemau. Yn eu plith, mae Modbus a Profibus, fel dau brotocol cyfathrebu diwydiannol a ddefnyddir yn eang, yn chwarae rhan bwysig ym maes rheolaeth ddiwydiannol. Yn y papur hwn, cyflwynir Modbus a Profibus yn fanwl, gan gynnwys eu diffiniadau, hanes datblygu, nodweddion technegol, senarios cymhwyso ac agweddau eraill, i helpu darllenwyr i ddeall y ddau brotocol cyfathrebu hyn yn well.
II. Trosolwg o Brotocol Modbus
Diffiniad a Tharddiad
Mae Modbus yn brotocol cyfathrebu cyfresol a ddatblygwyd yn wreiddiol gan Modicon (sydd bellach yn rhan o Schneider Electric) ym 1979 i wireddu cyfnewid data rhwng rheolwyr rhesymeg rhaglenadwy (PLCs) a dyfeisiau allanol. Oherwydd ei symlrwydd, cydnawsedd a scalability, mae Modbus wedi dod yn raddol yn un o'r safonau protocol cyfathrebu ym maes rheolaeth ddiwydiannol.
Nodweddion technegol
(1) Syml a hawdd ei ddefnyddio:Mae protocol Modbus yn mabwysiadu prif bensaernïaeth caethweision, ac mae prif nod yn rheoli nodau caethweision lluosog yn y broses gyfathrebu. Gall y prif nod anfon gorchmynion i gwestiynu data'r nodau caethweision neu ysgrifennu data i'r nodau caethweision, tra bod y nodau caethweision yn cyflawni'r gweithrediadau cyfatebol yn ôl y gorchmynion. Mae'r prif gyfathrebu caethwasiaeth hwn yn gwneud protocol Modbus yn hawdd i'w ddeall a'i weithredu.
(2) Cydnawsedd cryf:Mae protocol Modbus yn cefnogi amrywiaeth o gyfryngau trosglwyddo a dulliau cysylltu, gan gynnwys cyfathrebu cyfresol, cyfathrebu Ethernet ac yn y blaen. Yn ogystal, mae protocol Modbus hefyd yn darparu amrywiaeth o fformatau data a symiau gwirio i addasu i anghenion gwahanol ddyfeisiau a systemau.
(3) scalability da:Mae protocol Modbus yn cefnogi amrywiaeth o godau swyddogaeth ar gyfer gwireddu gwahanol fathau o weithrediadau data. Trwy ychwanegu codau swyddogaeth newydd, gellir ymestyn swyddogaethau a chymwysiadau protocol Modbus.
(4) Cyflymder trosglwyddo:Mae Modbus yn cael ei ddefnyddio fel arfer ar gyfer trosglwyddo data cyflymder isel, a gall ei gyflymder trosglwyddo uchaf gyrraedd 115.2kbps, sy'n gwneud protocol Modbus yn addas ar gyfer senarios cais nad oes angen perfformiad amser real uchel arnynt.
Senarios Cais
Defnyddir protocol Modbus yn eang mewn awtomeiddio diwydiannol, adeiladau deallus, rheoli ynni a meysydd eraill. Er enghraifft, mewn system awtomeiddio diwydiannol, gellir defnyddio protocol Modbus i gysylltu PLC, synwyryddion, actuators a dyfeisiau eraill i wireddu casglu, monitro a rheoli data. Ym maes adeiladau deallus, gellir defnyddio protocol Modbus i gysylltu dyfeisiau amrywiol yn y system awtomeiddio adeiladu (BAS) i wireddu'r rheolaeth optimaidd o ynni ac arbed ynni.
III. Trosolwg Protocol Profibus
Diffiniad a Tharddiad
Mae Profibus (Process Field Bus) yn safon fieldbus ar gyfer technoleg awtomeiddio, a hyrwyddir gan bedwar ar ddeg o gwmnïau a phum sefydliad ymchwil, gan gynnwys Siemens AG yr Almaen, yn 1987.Profibus wedi'i gynllunio i ddarparu ffordd hynod effeithlon a dibynadwy o drosglwyddo data i ddiwallu anghenion awtomeiddio diwydiannol.
Nodweddion technegol
(1) Trawsyrru-cyflymder uchel:Mae protocol Profibus yn cefnogi trosglwyddo data cyflym iawn, a gall ei gyfradd drosglwyddo gyrraedd 12 Mbps. mae hyn yn gwneud i brotocol Profibus berfformio'n dda mewn senarios cais sy'n gofyn am drosglwyddo data cyflym.
(2) Perfformiad-amser real uchel:Mae gan brotocol Profibus lefel uchel o berfformiad amser real, ac mae'n gallu delio â thasgau trosglwyddo data amser real mewn modd amserol. Mae hyn yn rhoi mantais i brotocol Profibus mewn senarios cymhwysiad sy'n gofyn am berfformiad amser real uchel.
(3) Pellter trosglwyddo hir:Mae protocol Profibus yn cefnogi trosglwyddiad pellter hir, a gall ei bellter trosglwyddo gyrraedd hyd at sawl cilomedr. Mae hyn yn gwneud protocol Profibus yn fwy addas ar gyfer senarios cais sydd angen cwmpasu ardal fawr.
(4) Amrywiaeth o dopolegau rhwydwaith:Mae protocol Profibus yn cefnogi amrywiaeth o dopolegau rhwydwaith, megis bws, seren, cylch ac yn y blaen. Mae hyn yn galluogi protocol Profibus i addasu'n hyblyg i wahanol strwythurau rhwydwaith a senarios cymhwyso.
Senarios Cais
Defnyddir protocol Profibus yn eang mewn awtomeiddio diwydiannol, rheoli prosesau, system gweithredu gweithgynhyrchu (MES) a meysydd eraill. Mewn systemau awtomeiddio diwydiannol, gellir defnyddio protocol Profibus i gysylltu rheolwyr canolog, synwyryddion, actiwators a dyfeisiau eraill i wireddu caffael, monitro a rheoli data amser real. Mewn systemau rheoli prosesau, gellir defnyddio protocol Profibus i gysylltu systemau rheoli prosesau a dyfeisiau maes i wireddu trosglwyddo a phrosesu data amser real. Yn y system gweithredu gweithgynhyrchu, gellir defnyddio protocol Profibus i gysylltu'r offer cynhyrchu a'r system reoli i wireddu optimeiddio a chydweithrediad y broses gynhyrchu.
IV. Cymhariaeth o Modbus a Profibus
Mae Modbus a Profibus, fel dau brotocol cyfathrebu diwydiannol, yn wahanol mewn sawl agwedd. Mae'r canlynol yn gymhariaeth o'r ddau brotocol:
Cyflymder trosglwyddo:Mae cyflymder trosglwyddo Profibus yn llawer uwch na chyflymder Modbus, sy'n addas ar gyfer senarios cymhwysiad sy'n gofyn am drosglwyddo data cyflym.
Perfformiad-amser real:Mae gan Profibus berfformiad amser real uchel, tra bod Modbus yn gymharol wan. Felly, mae Profibus yn fwy manteisiol mewn senarios cais sy'n gofyn am berfformiad amser real uchel.
Pellter trosglwyddo:Mae pellter trosglwyddo Profibus yn hirach nag un Modbus, sy'n addas ar gyfer senarios cais y mae angen iddynt gwmpasu ardal fwy.
Topoleg rhwydwaith:Mae Profibus yn cefnogi amrywiaeth o dopolegau rhwydwaith, tra bod Modbus yn mabwysiadu topoleg bysiau yn bennaf. Mae hyn yn gwneud Profibus yn fwy hyblyg wrth adeiladu strwythurau rhwydwaith cymhleth.
V. Diweddglo
Mae Modbus a Profibus, fel dau brotocol cyfathrebu diwydiannol a ddefnyddir yn eang, yn chwarae rhan bwysig ym maes awtomeiddio diwydiannol. Mae gan bob un ohonynt nodweddion technegol unigryw a senarios cymhwyso, ac mae angen i ddefnyddwyr bwyso a dewis yn ôl anghenion penodol wrth ddewis protocolau cyfathrebu. Gyda datblygiad parhaus technoleg awtomeiddio diwydiannol, bydd y ddau brotocol hyn yn parhau i gael eu hoptimeiddio a'u gwella ar gyfer datblygu awtomeiddio diwydiannol i wneud mwy o gyfraniadau.