Et stigende antal industrielle styresystemer anvender feltbusser til at styre flere sensorer og aktuatorer. Som en nøgleaktuator i væskestyringsprocesser anvendes elektriske aktuatorer ofte i industrielle applikationer. De mest anvendte bussystemer til elektriske aktuatorer omfatter Modbus, CAN, Profibus, DeviceNet, Foundation Fieldbus, HART og Ethernet.

Almindelige bussystemer til elektriske aktuatorer:

  • Modbus

  • KAN

  • Profibus

  • DeviceNet

  • Foundation Fieldbus (FF)

  • HART

  • Ethernet

Modbus

Sammenlignet med andre fieldbusteknologier er Modbus enkel, men multifunktionel. Den leverer alle de tjenester, der kræves til fabriksautomation, såsom udveksling af simple binære oplysninger, analoge værdier, enhedsparametre eller diagnostiske data.

Til fabriksautomation og enheder som Profibus anvendes typisk et simpelt og robust fysisk lag, RS-485. Baseret på dette fysiske lag understøtter Modbus forskellige telegramformater, såsom Modbus RTU eller Modbus ASCII. Brug af den Ethernet-baserede Modbus TCP/IP-version muliggør vertikal integration med værtsautomationssystemer.

Funktioner:

  • Simpel protokol

  • Velegnet til simple industrielle automatiseringsmiljøer
    www.modbus.org

CAN (Controller Area Network)

CAN er en seriel kommunikationsprotokol, der er standardiseret af ISO og først blev foreslået af Bosch i 1986. Den er meget anvendt inden for bilelektronik, industriel automation, marine, medicinsk udstyr og industrielt udstyr.

CAN har to standardiserede protokoller: ISO11898 til højhastighedskommunikation (125 Kbps–1 Mbps) og ISO11519-2 til lavhastighedskommunikation (under 125 Kbps). CAN er yderst pålidelig og understøtter multimaster-kontrol, høje transmissionshastigheder og fleksible nodetilføjelser.

Funktioner:

  • Multimaster-styring

  • Hurtig transmissionshastighed

  • Fleksibel nodetilføjelse

Profibus

PROFIBUS er en international, åben og enhedsuafhængig fieldbusstandard. Dens transmissionshastighed varierer fra 9,6 kbaud til 12 Mbaud. PROFIBUS anvendes i vid udstrækning inden for produktionsautomation, procesautomation og bygningsautomation.

PROFIBUS består af tre kompatible dele:

  • PROFIBUS-DP (Decentraliseret periferi) til kommunikation mellem styresystemer på enhedsniveau og distribueret I/O.

  • PROFIBUS-PA (Procesautomation) til tilslutning af sensorer og aktuatorer på samme bus, med iboende sikkerhedsstandarder.

  • PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification) til overvågning på værkstedsniveau med multimaster-netværk i realtid.

Funktioner:

  • Åben arkitektur

  • Pålidelighed

  • Fleksibilitet

  • Ydeevne i realtid

DeviceNet

DeviceNet er en billig kommunikationsbus, der forbinder industrielle enheder som grænseafbrydere, sensorer, ventiler, motorstartere og mere, hvilket eliminerer dyre omkostninger til fast kabelføring. Den forbedrer kommunikationen mellem enheder og leverer betydelige diagnostiske funktioner på enhedsniveau, som er vanskelige at opnå med traditionelle I/O-grænseflader.

DeviceNet er baseret på CAN-protokollen, der leverer dataoverførsel i realtid. Den understøtter punkt-til-punkt-, multimaster- eller master/slave-kommunikation og kan forbinde op til 64 noder. Dens transmissionshastigheder er 125 kb/s, 250 kb/s og 500 kb/s.

Funktioner:

  • Billig kommunikation

  • Simpel netværksløsning

  • Åben standard for hardware og software

  • Diagnostiske muligheder

Foundation Fieldbus (FF)

Foundation Fieldbus er specifikt designet til procesautomatisering med FF H1-protokollen til transmission på feltniveau. FF understøtter forskellige topologier og muliggør direkte kommunikation mellem enheder, når den er udstyret med en link active scheduler (LAS).

Funktioner:

  • Fleksibilitet i topologi

  • Understøtter decentraliseret digital kontrol

  • Direkte kommunikation mellem feltenheder

  • Baseret på standardiserede funktionsblokke til input/output

www.fieldcommgroup.org

HART (Addresserbar fjerntransducer til motorveje)

HART bruger det analoge standardsignal på 4-20 mA til at transmittere både analoge og digitale data. HART-kommunikation modulerer det ekstra signal over det analoge 4-20 mA-signal, hvilket muliggør transmission af både digitale og analoge signaler samtidigt.

Det understøtter master/slave-princippet og bruges ofte i punkt-til-punkt-kommunikation.

Funktioner:

  • Bruger eksisterende 4-20 mA infrastruktur

  • Digital kommunikation til yderligere parametre og diagnostik

  • Understøttet af en bred vifte af enheder
    www.fieldcommgroup.org

Ethernet

I dag er klassisk Ethernet blevet den førende datanetværksstandard i kontormiljøer. "Industrielt Ethernet" refererer til forbedret Ethernet, der kan bruges i industrielle automatiseringsmiljøer.

Funktioner:

  • Realtids- og IT-dataoverførsel via almindelige medier

  • Stort set ubegrænset antal deltagere og netværksudvidelse

  • Skalerbar og fleksibel topologi

  • Højhastigheds dataoverførsel, selv ved store datamængder

  • Nem integration med netværksservere og IoT-grænseflader (f.eks. OPC UA)

Industrielle Ethernet-protokoller som Profinet, Ethernet/IP og Modbus TCP er integreret direkte i DCS-systemer og sikrer pålidelig kommunikation og nem adgang til enheder på feltniveau.