1バスプロトコルとは何ですか？
Fieldbus（Fieldbus）は、1980年代後半、1990年代初頭、プロセス自動化、製造自動化、建築自動化、およびインテリジェント機器相互接続通信ネットワークの分野のその他の分野のためのFieldbusテクノロジーの形成の国際的な発展です。これは、工場のデジタル通信ネットワークの基礎として機能し、生産プロセスサイトと制御デバイスとの間で通信し、より高い制御および管理レベルとの接続を伝えます。それは草の根ネットワークであるだけでなく、オープンで新しい完全に分散した制御システムでもあります。このインテリジェントセンシング、制御、コンピューター、デジタルコミュニケーション、およびその他のテクノロジーは、統合テクノロジーの主要なコンテンツとして、世界中の注目を集め、自動化テクノロジーの開発のホットスポットになり、自動化システムと機器の構造の大きな変化につながります。 FieldBus機器の作業環境は、工場機器レベルの基本的な通信ネットワークとして、単純なプロトコルの特性、強力なフォールトトレランス、優れたセキュリティ、低コストの特性を持つ必要があります。ある程度の時間の確実性と高いリアルタイムの要件があり、安定したネットワーク負荷の特性があり、そのほとんどは短いフレーム伝送と頻繁な情報交換です。上記の特性のため、ネットワーク構造から通信技術までのFieldBusシステムは、異なる上位レベルの高速データ通信ネットワークの特性を持っています。
現在、インターナショナルアリーナには40種類以上のフィールドバスがありますが、送信データのサイズに応じて、すべてのアプリケーションの表面をカバーできるフィールドバスはありません。バイト送信に属するデバイスバス（DeviceBus）。データストリーム伝送に属するフィールドバス。
フィールドバステクノロジー重要な問題を実現することは、フィールドバス通信プロトコルの技術標準に準拠するために自動化業界のメーカーを形成することです。メーカーは標準製品に従って生まれ、システムインテグレーターは異なる製品の標準に従ってシステムを形成できます。これにより、Fieldbus標準の問題が発生します。
Fieldbusテクノロジーが開発の将来の方向性であることを認識している国際的に有名な自動化製品およびフィールド機器メーカーは、企業の提携を形成し、ユーザーを育成し、影響を拡大し、Fieldbus International Standardsを開発するための国際標準組織を積極的にサポートするために、市場に独自のバス標準と製品の導入を形成しました。将来の国際基準で独自のバス技術基準を作成できるかどうかにかかわらず、コンポーネントの大部分、会社の関連製品の関係、ユーザーの信頼の将来、企業の評判があります。そして、歴史的経験は、国際基準が市場で1つまたは複数の成功した技術に基づいていることを証明しました。したがって、テクノロジー競争における同社の主要な地位を反映して、競争におけるフィールドバス国際基準の開発における主要な国際企業が最終的には競争の市場強度に帰着します。 FieldBusの出発点を考慮してください：
フィールドコミュニケーションネットワーク、フィールドデバイスインター、相互運用性、分散型機能ブロック、通信ライン電源、オープンインターコネクションネットワーク
FieldBusの2つの特性
1、フィールドレベルの情報統合機能を強化します
Fieldbusは、Factory AutomationおよびCIMSシステム情報統合の要件をよりよく満たすために、フィールド機器から大量の豊富な情報を取得できます。 FieldBusはデジタル通信ネットワークであり、{4-20 MA信号を単純に置き換えるだけでなく、機器、障害、パラメーター情報転送のステータスを実現するためにもあります。リモートコントロールの完了に加えて、システムはリモートパラメーター化作業を完了することもできます。システムは、リモートコントロールに加えて、リモートパラメーター化作業を達成することもできます。
2、オープン、相互運用性、交換性、積分性。
さまざまなメーカーの製品が同じバス標準を使用している限り、それらは相互運用可能で交換可能であるため、機器は良好な統合性を備えています。このシステムは開かれており、他のメーカーがコントロールアルゴリズム、プロセス、策定など、共通システムに統合された制御技術の独自の専門知識を可能にします。したがって、市場は監視システムの多くの業界志向の機能を備えています。
3、システムは非常に信頼性が高く、保守可能です
Fieldbusベースの自動化監視システムは、大規模なI/Oシステムのために1対1のI/O配線の代わりにバス接続を使用して、配線ポイントによって引き起こされる信頼性を低下させます。同時に、システムはオンライン障害診断、フィールドレベルの機器のアラーム、および記録機能を備えており、フィールド機器のリモートパラメーター設定と変更およびその他のパラメーター化作業を完了することができ、システムの保守性も向上します。
4、システムとエンジニアリングコストの削減
大規模で大規模なI/O分散システムの場合、多数のケーブル、I/Oモジュール、ケーブル敷設エンジニアリングコストを排除し、システムとエンジニアリングコストを削減します。
3一般的なフィールドバスネットワーク構造
FieldBusプロトコルは、オープンシステム接続のISO参照モジュール（OSI-RM）に基づいています。ただし、レイヤー1、2、および7のみが使用され、リアルタイムの考慮事項のためにレイヤー3〜6のみが使用されません。一方、新しく定義されたユーザーレイヤーは、アプリケーションレイヤーの上に配置されます。
レイヤーは次のように定義されています
レイヤー1：物理層は、4-20 ma標準に代わる、フィールドバスの通信媒体を定義します。
レイヤー2：データリンクレイヤーは、デバイス間で行われる通信を監視し、通信エラーを検出するために使用されます。
レイヤー3：アプリケーションレイヤーは、プロセス制御のためにすべてのネットワークデバイスによって解釈できる情報を形成し、ユーザーレイヤーにインターフェイスを提供するために、通信データ形式を標準化します。
レイヤー4：ユーザー層は別のプラントエリアに関連付けられており、さらなるアプリケーションのための環境を提供します。高レベルの制御関数へのインターフェイスがあります。
4 Profinet
Profinetネットワークと外部デバイス間の通信は、Profinetによって実現されます
Profinet IOは、フィールドに接続された外部デバイスの通信機能を定義し、カスケードのリアルタイム概念に基づいています。 Profinet IOは、コントローラー（「マスター機能」を備えたデバイス）とその他のデバイス（「スレーブ機能」を備えたデバイス）間の完全なデータ交換、パラメーター化、および診断機能を定義します。ProfinetIOは、イーサネットに接続されたデバイス間の高速データ転送を提供し、プロバイダー共腫瘍モデルをサポートするように設計されています。 Profibus通信プロトコルをサポートするデバイスは、IO-Proxyを必要とせずにProfinetネットワークにシームレスに接続できます。デバイス開発者は、市販のイーサネットコントローラーを利用して、Profinet-IOデバイスを開発できます。
Profinet IOは、複数のMSのネットワークサイクル時間を持つシステムに適しています。
Profinet IOシステムには、次のタイプのデバイスが含まれます。
自動化のタスク作業を制御するIOコントローラー。
一般にフィールドデバイス、IOデバイスは、IOコントローラーによって制御および監視されます。 IOデバイスは、いくつかのモジュールまたはサブモジュールで構成されている場合があります。
IOモニターは、パラメーターを設定して個々のモジュールのステータスを診断できるPCソフトウェアです。
Profinet IOは、IOコントローラーとIOデバイスとの間のアプリケーション関係（AR）を確立します。これは、パラメーター転送、環状データ交換、警告処理などのさまざまな特性を持つ通信関係（CR）を定義します。
IOデバイスの特性は、GSDML（GSD Markup Language）のGSD（General Station Description）ファイルのデバイスメーカーによって記述されており、PC監視ソフトウェアにProfinet構成の計画に必要な基本情報を提供します。
5 cclink
CClinkには3つの異なるバスがあります。CClink、CClink IE、CC-Link IEフィールドBasic、CC-Link IEフィールドBasicのみをサポートしています。 CClinkは485 Twisted-Pairに似ています。つまり、ギガビットイーサネットは通常のTCPにアクセスできません。つまり、標準イーサネットです。
CC-Link（コントロールおよび通信リンク、制御および通信リンクシステム）は、Mitsubishi Electricの新しく発売されたオープンフィールドバス、データ容量、通信速度マルチレベルの選択可能であり、デバイスレイヤーベースのネットワークですが、コントロール層のより高いレベルとセンシングレイヤーの低いレベルをカバーできます。一般に、CC-Link全体のレイヤーネットワークは、1人のマスターと64人の奴隷で構成できます。ネットワークのマスターはPLCによって動作し、奴隷はリモートI/Oモジュール、特別な機能モジュール、CPUとPLCを備えたローカルステーション、ヒューマシンインターフェイス、周波数コンバーター、およびあらゆる種類の測定機器、バルブ、その他のフィールドインストルメンテーションデバイスにすることができます。
スレーブステーションは、リモートI/Oモジュール、特殊機能モジュール、CPUとPLCを備えたローカルステーション、HMI、インバーター、およびさまざまな測定機器、バルブ、その他のフィールドインストゥルメンテーションデバイスです。 CC-Linkの高速データ転送速度は最大10 MB/sです。 CC-Linkの基礎となる通信プロトコルは、高速データ転送速度です。 CC-Linkの基礎となる通信プロトコルはRs 485に続き、一般に、CC-Linkは主に通信のためのブロードキャストポリング方法を採用しています。CC-Linkは、マスターステーション、ローカルステーション、インテリジェントデバイスステーション間の瞬間的な通信もサポートしています。
2005年7月、CC-Linkは、中国国家標準の指針として、中国国立標準委員会によって承認されました。
CC-Linkネットワークには、完全なRAS（信頼性、可用性、サービス可能性）関数があります。 CC-Linkネットワークには、完全なRAS（信頼性、可用性、サービス可能性）関数、つまり自動リターン、スレーブの遮断、リンクリレー/レジスタによるエラー検出があります。
6 ethernetip
イーサネット/IPは、産業用自動化アプリケーション向けの産業用アプリケーションレイヤープロトコルです。標準のTCP/IPプロトコルの上に構築されており、固定イーサネットハードウェアとソフトウェアを使用して、産業用自動化デバイスの構成、アクセス、制御用のアプリケーションレイヤープロトコルを定義します。
イーサネット/IPは、イーサネットノードを特別な方法で事前定義されたデバイスタイプに分割します。イーサネット/IPアプリケーションレイヤープロトコルは、制御および情報プロトコル（CIP）レイヤーに基づいており、産業用フロアからエンタープライズネットワークまでシームレスに統合されたシステムを提供します。イーサネット/IPは、すべての従来のイーサネットプロトコルを使用し、標準のイーサネットテクノロジーの上に構築されています。これは、イーサネット/IPが現在のすべての標準イーサネットデバイスで透明に動作することを意味します。さらに重要なことは、イーサネット/IPが標準のイーサネットテクノロジープラットフォーム上に構築されているという事実は、後者が発達するにつれて前者が進化することを保証することです。 Pro-Ethernet/IPコミュニティは、包括的で堅牢な標準を作成するために取り組んでおり、カスタマイズされた仕様や認定テストラボでの包括的なテストなど、イーサネット/IPでの作業が複数のディストリビューターによって行われています。
7 Ethercat
Ethercat（Ethernet Control Automation Technology）は、オープンアーキテクチャであるイーサネットベースのFieldBusシステムであり、その名前はコントロールオートメーションテクノロジーの頭字語です。 Ethercatは決定論的な産業イーサネットであり、最初にドイツのBeckhoffによって開発されました。
EtherCatは、線形、ツリー、リング、スターなどのすべてのデバイス接続トポロジをサポートし、物理メディアは100Base-TX標準イーサネットケーブルまたは光ファイバーケーブルのいずれかです。 100Base-TXケーブルを使用すると、ステーション間の距離は最大100 mです。最大65,535個のデバイスをネットワーク全体に接続できます。ネットワーク全体が最大65,535のデバイスを接続できます。マスタースレーブリング構造は、高速イーサネットフルダプレックス通信テクノロジーを使用して形成されます。