ระบบควบคุมอุตสาหกรรมจำนวนมากขึ้นกำลังนำระบบบัสภาคสนามมาใช้เพื่อควบคุมเซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์มากขึ้น ในฐานะแอคชูเอเตอร์หลักในกระบวนการควบคุมของเหลว แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าถูกใช้อย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรม ระบบบัสที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้า ได้แก่ Modbus, CAN, Profibus, DeviceNet, Foundation Fieldbus, HART และ Ethernet

ระบบบัสทั่วไปสำหรับแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้า:

• โมดบัส

• CAN

• โปรฟีบัส

• เดฟไวซ์เน็ต

• ฟาวน์เดชั่น ฟิลด์บัส (FF)

• HART

• อีเธอร์เน็ต

โมดบัส

เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีบัสภาคสนามอื่น ๆ Modbus นั้นเรียบง่ายแต่มีฟังก์ชันหลากหลาย มันให้บริการทุกอย่างที่จำเป็นสำหรับการทำงานอัตโนมัติในโรงงาน เช่น การแลกเปลี่ยนข้อมูลไบนารีอย่างง่าย ค่าอนาล็อก พารามิเตอร์ของอุปกรณ์ หรือข้อมูลการวินิจฉัย

สำหรับการทำงานอัตโนมัติในโรงงานและอุปกรณ์เช่น Profibus มักจะใช้ชั้นทางกายภาพที่เรียบง่ายและทนทานอย่าง RS-485 เป็นมาตรฐาน บนพื้นฐานของชั้นทางกายภาพนี้ Modbus รองรับรูปแบบเทเลแกรมต่าง ๆ เช่น Modbus RTU หรือ Modbus ASCII การใช้เวอร์ชัน Modbus TCP/IP ที่ใช้ Ethernet ช่วยให้สามารถผสานรวมในแนวดิ่งกับระบบอัตโนมัติของโฮสต์ได้

คุณสมบัติ:

• ระเบียบปฏิบัติที่เรียบง่าย

• เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมแบบง่าย
  www.modbus.org

CAN (เครือข่ายพื้นที่ควบคุม)

CAN เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมที่ได้รับการมาตรฐานโดย ISO และถูกเสนอครั้งแรกโดย Bosch ในปี 1986. มันถูกใช้อย่างแพร่หลายในอิเล็กทรอนิกส์รถยนต์, ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม, ทางทะเล, อุปกรณ์ทางการแพทย์, และอุปกรณ์อุตสาหกรรม.

CAN มีโปรโตคอลมาตรฐานสองแบบ: ISO11898 สำหรับการสื่อสารความเร็วสูง (125Kbps–1Mbps) และ ISO11519-2 สำหรับการสื่อสารความเร็วต่ำ (ต่ำกว่า 125Kbps) CAN มีความน่าเชื่อถือสูงและรองรับการควบคุมแบบหลายมาสเตอร์ ความเร็วในการส่งข้อมูลที่รวดเร็ว และการเพิ่มโหนดที่ยืดหยุ่น

คุณสมบัติ:

• การควบคุมแบบหลายมาสเตอร์

• ความเร็วในการส่งข้อมูลสูง

• การเพิ่มโหนดที่ยืดหยุ่น

โปรฟีบัส

PROFIBUS เป็นมาตรฐานบัสภาคสนามระดับสากล เปิดกว้าง และไม่ขึ้นกับอุปกรณ์เฉพาะ มีความเร็วในการส่งข้อมูลตั้งแต่ 9.6 กิโลบิตต่อวินาที (kbaud) ถึง 12 เมกะบิตต่อวินาที (Mbaud) PROFIBUS ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในระบบอัตโนมัติการผลิต อุตสาหกรรมกระบวนการ และระบบอัตโนมัติอาคาร

PROFIBUS ประกอบด้วยสามส่วนที่เข้ากันได้:

• PROFIBUS-DP (ระบบรอบนอกแบบกระจายศูนย์) สำหรับการสื่อสารระหว่างระบบควบคุมระดับอุปกรณ์และอินพุต/เอาต์พุตแบบกระจาย

• PROFIBUS-PA (ระบบอัตโนมัติในกระบวนการ) สำหรับการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์บนบัสเดียวกัน พร้อมมาตรฐานความปลอดภัยโดยธรรมชาติ

• PROFIBUS-FMS (ข้อกำหนดข้อความ Fieldbus) สำหรับการตรวจสอบระดับเวิร์กช็อปพร้อมเครือข่ายแบบหลายมาสเตอร์แบบเรียลไทม์

คุณสมบัติ:

• สถาปัตยกรรมแบบเปิด

• ความน่าเชื่อถือ

• ความยืดหยุ่น

• ประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์

เดฟไวซ์เน็ต

DeviceNet เป็นบัสสื่อสารต้นทุนต่ำที่เชื่อมต่ออุปกรณ์อุตสาหกรรม เช่น สวิตช์จำกัด เซ็นเซอร์ วาล์ว ตัวเริ่มต้นมอเตอร์ และอื่นๆ โดยไม่ต้องใช้สายไฟราคาแพง ช่วยปรับปรุงการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์และให้ฟังก์ชันการวินิจฉัยระดับอุปกรณ์ที่สำคัญ ซึ่งยากที่จะทำได้ด้วยอินเทอร์เฟซ I/O แบบดั้งเดิม

DeviceNet ใช้โปรโตคอล CAN เป็นพื้นฐาน ให้การส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ รองรับการสื่อสารแบบจุดต่อจุด, หลายมาสเตอร์, หรือมาสเตอร์/สเลฟ และสามารถเชื่อมต่อได้สูงสุด 64 โหนด ความเร็วในการส่งข้อมูลคือ 125kb/s, 250kb/s, และ 500kb/s

คุณสมบัติ:

• การสื่อสารต้นทุนต่ำ

• โซลูชันเครือข่ายที่เรียบง่าย

• มาตรฐานเปิดสำหรับฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์

• ความสามารถในการวินิจฉัย

ฟาวน์เดชั่น ฟิลด์บัส (FF)

Foundation Fieldbus ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการอัตโนมัติกระบวนการ โดยมีโปรโตคอล FF H1 สำหรับการส่งข้อมูลในระดับภาคสนาม FF รองรับโทโพโลยีหลากหลายรูปแบบและช่วยให้สามารถสื่อสารโดยตรงระหว่างอุปกรณ์ได้เมื่อติดตั้งตัวจัดตารางลิงก์แบบแอคทีฟ (LAS)

คุณสมบัติ:

• ความยืดหยุ่นในโทโพโลยี

• รองรับการควบคุมดิจิทัลแบบกระจายศูนย์

• การสื่อสารโดยตรงระหว่างอุปกรณ์ภาคสนาม

• อ้างอิงจากบล็อกฟังก์ชันมาตรฐานสำหรับอินพุต/เอาต์พุต

www.fieldcommgroup.org

HART (อุปกรณ์แปลงสัญญาณระยะไกลที่สามารถระบุที่อยู่ได้บนระบบทางหลวง)

HART ใช้สัญญาณอนาล็อกมาตรฐาน 4-20 mA สำหรับการส่งข้อมูลทั้งแบบอนาล็อกและดิจิทัล การสื่อสาร HART จะทำการมอดูเลตสัญญาณเพิ่มเติมผ่านสัญญาณอนาล็อก 4-20 mA ทำให้สามารถส่งสัญญาณทั้งแบบดิจิทัลและอนาล็อกได้พร้อมกัน

มันรองรับหลักการมาสเตอร์/สเลฟ และมักใช้ในระบบการสื่อสารแบบจุดต่อจุด

คุณสมบัติ:

• ใช้โครงสร้างพื้นฐาน 4-20 mA ที่มีอยู่

• การสื่อสารดิจิทัลสำหรับพารามิเตอร์เพิ่มเติมและการวินิจฉัย

• รองรับโดยอุปกรณ์หลากหลายประเภท
  www.fieldcommgroup.org

อีเธอร์เน็ต

วันนี้ อีเธอร์เน็ตแบบคลาสสิกได้กลายเป็นมาตรฐานเครือข่ายข้อมูลชั้นนำในสภาพแวดล้อมสำนักงาน. "อีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรม" หมายถึง อีเธอร์เน็ตที่ได้รับการปรับปรุงให้สามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมการควบคุมอัตโนมัติในอุตสาหกรรม.

คุณสมบัติ:

• การส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์และข้อมูลไอทีผ่านสื่อทั่วไป

• จำนวนผู้เข้าร่วมและเครือข่ายที่ขยายได้แทบไม่จำกัด

• สถาปัตยกรรมแบบยืดหยุ่นและปรับขนาดได้

• การถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูง แม้ในปริมาณข้อมูลขนาดใหญ่

• การผสานรวมกับเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายและอินเทอร์เฟซ IoT ได้อย่างง่ายดาย (เช่น OPC UA)

โปรโตคอลอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรม เช่น Profinet, Ethernet/IP และ Modbus TCP ถูกผสานรวมโดยตรงเข้ากับระบบ DCS เพื่อรับประกันการสื่อสารที่เชื่อถือได้และการเข้าถึงอุปกรณ์ระดับภาคสนามได้อย่างง่ายดาย