I. はじめに
産業オートメーションの分野では、通信テクノロジーの選択がシステムのパフォーマンス、信頼性、コストに重大な影響を与えます。フィールドバスと産業用イーサネットは、産業オートメーションにおいて異なる役割を果たす 2 つの一般的に使用される通信テクノロジです。このホワイトペーパーでは、両方のテクノロジーを詳しく紹介し、その違いについて説明します。
II.フィールドバスの概要
意味
フィールドバスは、プロセスエリアのフィールドデバイス/計測器と制御室の自動制御デバイス/システムの間に設置されるシリアル、デジタル、マルチポイント通信データバスです。これは、ネットワーク システムおよび制御システムとして機能し、個別の分散型デジタルおよびインテリジェントな計測および制御デバイスがネットワーク ノードとして機能します。これらのノードはバスを介して相互接続され、情報を交換し、自動制御機能を集合的に実行します。フィールドバス技術は、フィールド-レベルの制御デバイス間のデジタル通信を可能にする産業フィールド-レベルのネットワーク通信技術であり、産業フィールド-レベルの機器通信におけるデジタル革命を象徴しています。
特徴
フィールドバスには、シンプルさ、信頼性、費用対効果など、一連の優れた利点があります。-これは主に、産業環境におけるインテリジェント機器、コントローラ、アクチュエータなどのフィールド デバイス間のデジタル通信、およびこれらのフィールド制御デバイスと上位レベルの制御システム間の情報転送に対処します。-フィールドバスは、オートメーションにおける基礎となるデータ通信ネットワークとして機能する産業用データ バスです。
主な種類
フィールドバスには、PROFIBUS、EtherCAT、Lightbus、Interbus、CANopen、ControlNet、SERCOS インターフェイス、Ethernet、PROFINET などの複数のタイプが含まれます。各バスには独自の特性と適用範囲があるため、ユーザーは特定の要件に基づいて適切なバス タイプを選択できます。
Ⅲ．産業用イーサネットの概要
意味
産業用イーサネットは、IEEE 802.3 (イーサネット) に基づいた堅牢なエリアおよびユニット ネットワークです。イーサネット技術を産業オートメーションに適用し、新しいマルチメディアの世界へのシームレスな統合を提供します。産業用イーサネットはオフィス環境だけでなく、生産やプロセスの自動化にも適用できます。
特徴
産業用イーサネットは、高い信頼性、高帯域幅、容易な拡張性、強力な相互運用性、便利な管理、および幅広い適用性を提供します。冗長メカニズムと信頼性の高いネットワーク トポロジを採用し、データ伝送の信頼性と安定性を確保します。さらに、産業用イーサネットは高速伝送テクノロジーを利用しており、リアルタイム データ伝送と高速制御をサポートする高速データ転送と処理機能を提供します。-さらに、産業用イーサネットは標準化された通信プロトコルを採用しているため、さまざまなデバイスがシームレスに通信および連携できるようになり、相互運用性と互換性が向上します。
ネットワーク構成
一般的な産業用イーサネット環境は、ネットワーク コンポーネント、接続コンポーネント、通信メディア、および PLC コントローラおよび PG/PC 上の産業用イーサネット通信プロセッサで構成されます。これらのコンポーネントは集合的に産業用イーサネット インフラストラクチャを形成し、データの送信と処理をサポートします。
IV.フィールドバスと産業用イーサネットの違い
通信方法
フィールドバスはバス構造を採用しており、単一のバスを介して複数のデバイスを接続し、通信とデータ交換を容易にします。ただし、産業用イーサネットはスター、リング、またはツリー トポロジを利用し、スイッチや同様の機器を介して複数のデバイスを接続し、通信とデータ交換を可能にします。
通信速度
フィールドバスは通常、比較的低速 (通常は 10 Mbps 未満) のシリアル通信を使用します。産業用イーサネットは、通常 100 Mbps 以上の高速の並列通信を利用します。これにより、産業用イーサネットは大量のデータや高速制御アプリケーションの処理において利点を得ることができます。-
リアルタイム機能-
フィールドバス システムは通常、強力なリアルタイム パフォーマンスを発揮し、産業オートメーションのリアルタイム制御の要求に応えます。{0}{1}{1}ただし、産業用イーサネットのリアルタイム機能は比較的弱く、多くの場合、リアルタイム パフォーマンスを向上させるために特殊なテクノロジーとプロトコルが必要です。-それにも関わらず、技術の進歩とプロトコルの最適化により、産業用イーサネットのリアルタイム機能は継続的に向上しています。-
データ量
フィールドバス システムは通常、データ量が少ないアプリケーションに適していますが、産業用イーサネットは、データ量が大きいシナリオに適しています。産業オートメーション システム内では、データ量が増加し続け、リアルタイム要件がさらに厳しくなるにつれて、産業用イーサネットの適用範囲も拡大しています。-
トポロジー
フィールドバス システムは通常、比較的単純な構造を特徴とするバス トポロジを採用しています。ただし、産業用イーサネットは、より複雑なスター、リング、またはツリー トポロジを利用します。この複雑さにより、産業用イーサネット システムを拡張またはアップグレードする際の柔軟性と利便性が向上します。
V. 結論
フィールドバスと産業用イーサネットはどちらも産業オートメーションにおいて重要な通信テクノロジーです。それぞれが異なる特性と利点を備えており、さまざまなアプリケーション シナリオと要件に対応します。通信テクノロジーを選択するときは、特定のアプリケーションのニーズ、システム規模、データ量、リアルタイム パフォーマンスの要求を総合的に考慮する必要があります。-テクノロジーが進歩し、アプリケーションが深化するにつれて、フィールドバスと産業用イーサネットは産業オートメーションにおいて重要な役割を果たし続けるでしょう。