多协议工业物联网如何破?这两款多协议交换方案是正解

selina 在 周四, 12/21/2017 - 11:16 提交

selina的头像

自动化必须考虑到——- IT 系统对于开放数据访问的需求;- 工业控制系统的实时要求。所以,我们非常有必要、清楚的知道工业网络的要求(例如可靠的数据传输和数据的时间同步)。

现今,尤其是在工业物联网 (IIoT) 或工业4.0的背景下,许多工业自动化技术的供应商和制造商都对独立于制造商的开放式通信平台充满渴望。制造商期望在系统范围内实现越来越多的自动化流程。以太网和工业以太网已经在这方面发挥了重要作用。相较于传统现场总线,这一网络技术具有诸多优势,比如在共享传输介质上高效同步地传输大量数据。PROFINET、EtherNet/IP®、EtherCAT®、POWERLINK®等常用工业以太网协议都在某种程度上允许与http或TCP/IP等传统协议共享同一以太网介质。

ADI的fido5000 REM芯片可作为一种产品解决方案,有fido5100和fido5200两种型号,区别仅在于它们支持的以太网协议——

fido5100支持除EtherCAT以外的各种主要工业以太网协议;

fido5200支持包括EtherCAT在内的各种主要工业以太网协议。

fido5000 REM交换芯片

fido5000是一款具有两个以太网端口的实时以太网、多协议 (REM) 交换芯片。从此,两个端口成为如今工业器件的标配,而未来的工业4.0应用必须支持各种常见的网络拓扑,如线状和环状拓扑以及星形拓扑。

作为fido5000变体的fido5200 REM交换芯片,其支持包括EtherCAT在内的各种主要工业以太网协议

图1. 作为fido5000变体的fido5200 REM交换芯片,其支持包括EtherCAT在内的各种主要工业以太网协议。

另外,它可以连接任何主机处理器,这让开发人员可以使用自己的处理器和他们首选的开发环境。图2显示了fido5000的所有这些可能性和功能。

 fido5000功能概览

图2. fido5000功能概览。

REM芯片和处理器之间通过内存总线进行通信,以实现高性能、低延迟/低抖动的工业以太网。内存总线还提供了采用PriorityChannel®技术的主控接口。ADI公司采用软硬件协同设计开发了这一过滤技术。它确保来自以太网的关键数据得到及时处理,而不受协议和网络利用率的影响,因此避免了非时间关键型数据流量的干扰。这意味着,来自实时通道的数据会优先于普通网络数据得到处理。图3显示的就是PriorityChannel技术,图中有四个队列,可以在处理实时数据时进行微调。

PriorityChannel技术的概念

图3. PriorityChannel技术的概念

除了交换功能之外,fido5000还具有强大的定时器控制单元(TCU)。TCU设计用于实现各种工业以太网协议的同步机制。通过四个专用输出或四个通用输入/输出,可以实现输入捕捉等其他功能,也可以输出任何方波信号。这些端口均直接与同步时间同相。例如,它能以64位分辨率对四个输入端中任何一处的边沿到达加盖时间戳。在输出端,任何数字信号模式都可以与网络时间同步输出。这意味着可以将用户的应用与网络时间同步,周期时间甚至低至不到31.25 μs。

但fido5000的功能还不仅限于此—该芯片已经为未来做好了准备!fido5000支持时间敏感型网络 (TSN)。未来基于TSN的工业以太网应用的需求将能够满足运动控制或安全等应用非常苛刻的实时要求。

TSN是由IEEE 802.1工作组定义的一组标准。它兼容现有的标准以太网技术。实际上,TSN定义了交换式以太网网络中用于时间控制数据路由的第一个IEEE标准。因此,IEEE 802系列标准中的确定性实时通信可以通过为几个网络组件上消息路径生成的公共时基和时间表来实现。

RapID平台

除了单芯片fido5000,ADI同时还提供基于fido5000电路板级完整解决方案的RapID平台。RapID平台实现了所有常见的工业以太网协议,可轻松集成到非以太网现场设备中。这使得现场设备能够满足工业4.0应用的要求。常见工业以太网协议的实现均已经过预先认证。RapID平台另一个有趣的功能是动态集成的Web服务器。通过此功能,它允许用户很方便得读取和修改网络参数,输入及输出数据。

基于fido5000的RapID平台可用于评估套件中

图4. 基于fido5000的RapID平台可用于评估套件中。

用户喜欢...

广东工博会开幕在即!“物联+智造”打造工业展会生态新风潮

目前,中国人口红利已经开始消退。劳动力将变成更加稀缺的资源,人力成本不断上涨以及上游材料成本提升等多重因素下,企业的盈利难度较过去也在不断提升。这种现状逼迫企业不断向智...


硬件安全在实现工业4.0愿望中的作用

工业4.0愿望和网络安全含义 涉及工厂数字化的工业4.0对工业市场领域的组织领导者来说有着不同的意义,随着工厂设备变得智能化和互联,数字化影响可能对网络安全产生广泛的影响。例如,...


加速工业4.0:扩展工业控制系统中的安全终端

理解工业控制系统的网络安全 工业控制系统(ICS)中的网络安全问题势必延缓工业4.0的采用。许多企业领导者发现ICS网络安全挑战非常难以理解,因为众多因素导致其非常复杂。此外,开发工业...


工业4.0对电子行业有多重要?

目前该行业向数字化的转型正在全面展开。几乎每个人都在使用流行语,如(工业)物联网,智能工厂或网络物理(生产)系统。在德国,这是最强大的国际产业之一,它被称为工业4.0-其他部...


什么是工业以太网? 它与商用以太网有何不同?

介绍 以太网是家庭和办公环境中众所周知的公认技术。最近,它已经成为工厂应用中移动数据的最热门趋势。然而,工厂车间的环境与家庭和办公室环境完全不同。工厂车间应用还提出了许多...


时间敏感网络:工业物联网的银弹?

工业物联网与以太网的作用 物联网并非严格意义上的面向消费者的现象。对于自动化行业而言,类似于物联网 - 物联网的物联网的构建模块,因为它已在某些圈子中被标记为区别于其更普遍的...


以太网和工业以太网有什么区别?

工业以太网系统必须比办公室以太网更强大。 以太网,特别是工业以太网最近已成为制造业中的热门行业术语。虽然相似,但它们都具有不同的特性和优点。本文将探讨以太网和工业以太网是...


工业以太网的网络安全

介绍 其他任何地方都没有像工业部门那样明显转向数字化。生产环境不断变化 - 它是网络化的,不同公司部门之间甚至跨越公司边界的沟通也在增加。无论是人还是机器,公司所有参与方之间...


加速工业4.0:扩展工业控制系统的安全边缘

工业控制系统网络安全的感知 工业控制系统(ICS)中的网络安全有望推迟工业4.0的采用。许多企业领导者发现很难理解ICS网络安全挑战,因为有许多因素导致其复杂性。此外,为工业控制系统...


在高性能物联网端点中使用查找表时,外部闪存具有优势

随着物联网(IoT)网络变得更加复杂,物联网端点正在边缘执行更复杂的处理。这可能需要使用具有更快时钟速度,更多内存和更强大处理器内核的微控制器的系统来升级现有端点。 这还需要...


UART通过RS-232,RS-422和RS-485接口确保可靠的长途工业通信

工业传感和控制对通信总线提出了许多挑战。例如,数百或数千英尺的布线运行是常见的,而工业环境本身通常用于经常恶劣的操作条件。工业设备可能会受到各种温度,电源和数据线上的高电...


如何快速安全地将物联网应用程序连接到Google Cloud

企业级云服务(如Google Cloud)为物联网开发人员提供了从可扩展虚拟机服务到交钥匙人工智能(AI)应用程序的各种功能。这些服务的基本要求是使用特定的安全方法来建立和维护物联网设备与...


OT与IT合并成定局拥抱工业物联网时代

工业物联网被视为下一代制造系统的骨干架构,透过OT与IT的串连,让制造系统中各环节的资讯可以被完整撷取并无缝串流,从而达到智慧制造愿景。 2011年德国总理梅克尔宣布启动工业4.0后,...


如何在零信任世界中保护医疗保健物联网设备

ISTOCK 目前全球安装了超过1亿台医疗保健物联网设备,到2020年增长到1.61亿,根据Statista的数据,在短短三年内实现了17.2%的复合年增长率(CAGR)。 据埃森哲2017年健康互联网称,医疗保健管理...


工业4.0的网络物理系统

你能想象一个机器人,自动导引车(AGV),传感器,控制器,原材料,产品和数据库相互通信的工厂吗?如果它们也可以通过监控和控制各级操作的中央情报自动编排怎么办? 您能想象一个未...


用工业物联网改变经济增长

由于世界正在努力留下需求疲软和生产率低下的时期,许多企业和政府领导人正在寻求下一波技术创新来振兴经济。工业物联网(IIoT)可能成为未来十年经济增长和就业的最大推动力。但由于...