Un număr tot mai mare de sisteme de control industrial implementează magistrale de câmp pentru a controla mai mulți senzori și actuatoare. Fiind un actuator cheie în procesele de control al fluidelor, actuatoarele electrice sunt utilizate în mod obișnuit în aplicațiile industriale. Cele mai frecvent utilizate sisteme de magistrală pentru actuatoarele electrice includ Modbus, CAN, Profibus, DeviceNet, Foundation Fieldbus, HART și Ethernet.

Sisteme magistrale comune pentru actuatoare electrice:

  • Modbus

  • POATE

  • Profibus

  • DeviceNet

  • Foundation Fieldbus (FF)

  • CERB

  • Ethernet

Modbus

Comparativ cu alte tehnologii de magistrală de câmp, Modbus este simplu, dar multifuncțional. Oferă toate serviciile necesare pentru automatizarea fabricii, cum ar fi schimbul de informații binare simple, valori analogice, parametri ai dispozitivului sau date de diagnosticare.

Pentru automatizarea fabricilor și dispozitive precum Profibus, se utilizează de obicei un strat fizic simplu și robust, RS-485. Pe baza acestui strat fizic, Modbus acceptă diverse formate de telegrame, cum ar fi Modbus RTU sau Modbus ASCII. Utilizarea versiunii Modbus TCP/IP bazată pe Ethernet permite integrarea verticală cu sistemele de automatizare gazdă.

Caracteristici:

  • Protocol simplu

  • Potrivit pentru medii simple de automatizare industrială
    www.modbus.org

CAN (Rețea de zonă a controlerului)

CAN este un protocol de comunicație serială standardizat de ISO și a fost propus pentru prima dată de Bosch în 1986. Este utilizat pe scară largă în electronica auto, automatizări industriale, industria marină, dispozitive medicale și echipamente industriale.

CAN are două protocoale standardizate: ISO11898 pentru comunicații de mare viteză (125 Kbps–1 Mbps) și ISO11519-2 pentru comunicații de mică viteză (sub 125 Kbps). CAN este extrem de fiabil și acceptă control multi-master, viteze mari de transmisie și adăugări flexibile de noduri.

Caracteristici:

  • Control multi-master

  • Viteză mare de transmisie

  • Adăugarea flexibilă de noduri

Profibus

PROFIBUS este un standard internațional, deschis și independent de dispozitiv pentru magistrală de câmp. Viteza sa de transmisie variază de la 9,6 kbaud la 12 Mbaud. PROFIBUS este utilizat pe scară largă în automatizarea producției, automatizarea industriei proceselor și automatizarea clădirilor.

PROFIBUS este alcătuit din trei părți compatibile:

  • PROFIBUS-DP (Periferie descentralizată) pentru comunicarea între sistemele de control la nivel de dispozitiv și I/O distribuite.

  • PROFIBUS-PA (Automatizare de Procese) pentru conectarea senzorilor și actuatoarelor pe aceeași magistrală, cu standarde de siguranță intrinsecă.

  • PROFIBUS-FMS (Specificația mesajelor Fieldbus) pentru monitorizare la nivel de atelier cu rețea multi-master în timp real.

Caracteristici:

  • Arhitectură deschisă

  • Fiabilitate

  • Flexibilitate

  • Performanță în timp real

DeviceNet

DeviceNet este o magistrală de comunicații cu cost redus care conectează dispozitive industriale precum întrerupătoare de limită, senzori, valve, demaroare de motor și multe altele, eliminând costurile mari de cablare. Îmbunătățește comunicarea dintre dispozitive și oferă funcții semnificative de diagnosticare la nivel de dispozitiv, care sunt dificil de realizat cu interfețele I/O tradiționale.

DeviceNet se bazează pe protocolul CAN, oferind transmisie de date în timp real. Acceptă comunicare punct-la-punct, multi-master sau master/slave și poate conecta până la 64 de noduri. Vitezele sale de transmisie sunt de 125kb/s, 250kb/s și 500kb/s.

Caracteristici:

  • Comunicare cu costuri reduse

  • Soluție simplă de rețea

  • Standard deschis pentru hardware și software

  • Capacități de diagnosticare

Foundation Fieldbus (FF)

Foundation Fieldbus este special conceput pentru automatizarea proceselor, cu protocolul FF H1 pentru transmisie la nivel de câmp. FF acceptă diverse topologii și permite comunicarea directă între dispozitive atunci când este echipat cu un planificator activ de legătură (LAS).

Caracteristici:

  • Flexibilitate în topologie

  • Suportă control digital descentralizat

  • Comunicare directă între dispozitivele de teren

  • Bazat pe blocuri funcționale standardizate pentru intrare/ieșire

www.fieldcommgroup.org

HART (Traductor de la distanță adresabil pe autostradă)

HART utilizează semnalul analogic standard de 4-20 mA pentru transmiterea atât a datelor analogice, cât și a celor digitale. Comunicarea HART modulează semnalul suplimentar peste semnalul analogic de 4-20 mA, permițând transmiterea simultană a semnalelor digitale și analogice.

Susține principiul master/slave și este adesea utilizat în comunicarea punct-la-punct.

Caracteristici:

  • Utilizează infrastructura existentă de 4-20 mA

  • Comunicare digitală pentru parametri suplimentari și diagnosticare

  • Acceptat de o gamă largă de dispozitive
    www.fieldcommgroup.org

Ethernet

Astăzi, Ethernet-ul clasic a devenit standardul principal de rețea de date în mediile de birou. „Ethernet industrial” se referă la Ethernet-ul îmbunătățit care poate fi utilizat în mediile de automatizare industrială.

Caracteristici:

  • Transmisie de date în timp real și IT prin medii comune

  • Număr practic nelimitat de participanți și extindere a rețelei

  • Topologie scalabilă și flexibilă

  • Transfer de date de mare viteză, chiar și pentru volume mari de date

  • Integrare ușoară cu servere de rețea și interfețe IoT (de exemplu, OPC UA)

Protocoalele Ethernet industriale precum Profinet, Ethernet/IP și Modbus TCP sunt integrate direct în sistemele DCS și asigură o comunicare fiabilă și acces facil la dispozitivele de teren.