مقدمة في بروتوكول إيثرنت الصناعي
2024-09-04
بروتوكول إيثرنت الصناعي هو بروتوكول اتصال قائم على تقنية إيثرنت في مجال الأتمتة الصناعية. تم تصميم هذه البروتوكولات لتلبية احتياجات نقل البيانات والتحكم والمراقبة والاتصال بين الأجهزة في البيئات الصناعية، مع ضمان استمرارية واستقرار الإنتاج الصناعي. فيما يلي مقدمة مفصلة لعدة بروتوكولات إيثرنت صناعية شائعة:
1. EtherNet/IP
-
التعريف: EtherNet/IP هو بروتوكول اتصال صناعي قائم على إيثرنت اقترحته شركة Rockwell Automation، وهو مزيج من إيثرنت وTCP/IP وCIP (بروتوكول صناعي مشترك).
-
الميزات: يستخدم EtherNet/IP الطبقة الفيزيائية القياسية لإيثرنت، وطبقة ربط البيانات، وطبقة الشبكة، وطبقة النقل، ويدعم منتجات إيثرنت التجارية بسرعة 10 ميجابت في الثانية و100 ميجابت في الثانية. يوفر الوقت الفعلي والموثوقية والتوافق، ويمكنه تلبية متطلبات الاتصال الصارمة في مجال الأتمتة الصناعية.
-
التطبيق: يستخدم على نطاق واسع في مجالات الأتمتة والتحكم الصناعي، مثل خطوط الإنتاج، وأتمتة المصانع، وغيرها من السيناريوهات.
2. PROFINET
-
التعريف: PROFINET هو بروتوكول اتصال إيثرنت صناعي قدمته منظمة PROFIBUS الألمانية ومنظمة PROFINET الدولية (PI). وهو يعتمد على بروتوكول TCP/IP ويضيف إمكانيات اتصال في الوقت الفعلي.
-
الميزات: يتميز PROFINET بأداء في الوقت الفعلي ومرونة، ويدعم طرق اتصال ومعايير واجهة متعددة، ويمكنه التكيف بشكل مرن مع معدات وأنظمة الأتمتة الصناعية المختلفة. يوفر تغطية شاملة من الأجهزة البسيطة إلى حلول الأتمتة المعقدة.
-
التطبيق: يستخدم بشكل رئيسي لنقل البيانات والتحكم في المعدات في أنظمة التحكم الصناعي، مثل الاتصال في الوقت الفعلي بين وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)، وأجهزة الاستشعار، ومحركات السيرفو، وغيرها من المعدات.
3. EtherCAT
-
التعريف: EtherCAT (تقنية أتمتة التحكم عبر إيثرنت) هو بروتوكول إيثرنت صناعي عالي الأداء وفي الوقت الفعلي، طورته شركة Beckhoff Automation الألمانية.
-
الميزات: يتميز EtherCAT بمزايا النقل عالي السرعة، والـتأخير المنخفض، والتحكم الموزع، وهو مناسب لأنظمة التحكم التي تتطلب استجابة وتزامنًا سريعًا. يستخدم وضع اتصال السيد والعبد، حيث ترسل محطة السيد بشكل دوري إطارات بيانات EtherCAT، وتقوم محطة العبد بقراءة بيانات الإدخال وكتابة بيانات الإخراج عندما تمر إطار البيانات.
-
التطبيق: مناسب لسير العمل التحكم عالية الأداء مثل الروبوتات عالية السرعة وآلات الأدوات.
4. Modbus TCP/IP
-
التعريف: يعتمد Modbus TCP/IP على تنفيذ بروتوكول Modbus TCP/IP، وهو بروتوكول اتصال مفتوح.
-
الميزات: يتميز Modbus TCP/IP بالوقت الفعلي والموثوقية العالية، ويدعم أوضاع نقل متعددة، ويمكنه نقل البيانات بين أجهزة مختلفة. يستخدم على نطاق واسع في أنظمة الأتمتة الصناعية للاتصال ونقل البيانات بين الأجهزة.
-
التطبيق: يستخدم بشكل شائع في اتصال معدات نظام التحكم في الأتمتة الصناعية ونقل البيانات، مثل اتصال وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)، وواجهة الإنسان والآلة (HMI)، وأجهزة الاستشعار، وغيرها من المعدات.
5. POWERLINK
-
التعريف: POWERLINK هو بروتوكول إيثرنت صناعي مفتوح المصدر طورته شركة B & R للنظم الأتمتة النمساوية.
-
الميزات: يوفر POWERLINK إمكانية نقل البيانات الحساسة للوقت في الوقت الفعلي، مع وقت استجابة قابل للبرمجة ووظيفة مزامنة توقيت عالية الدقة. يمكنه تحقيق اتصال في الوقت الفعلي على إيثرنت عادي بدون دعم أجهزة خاص.
-
التطبيق: يستخدم بشكل رئيسي في سيناريوهات نقل البيانات في الوقت الفعلي والتحكم في المعدات، مثل خطوط الإنتاج، وآلات الأدوات، وما إلى ذلك.
6. CC-Link IE
-
التعريف: CC-Link IE هو بروتوكول اتصال قائم على إيثرنت قدمته شركة ميتسوبيشي للكهرباء.
-
الميزات: يوفر CC-Link IE سرعة عالية وفي الوقت الفعلي وموثوقية لدعم تطبيق شبكات صناعية واسعة النطاق. يعتمد تقنية شبكة متقدمة وآلية اتصال لتلبية المتطلبات العالية للاتصال في مجال الأتمتة الصناعية.
-
التطبيق: يستخدم على نطاق واسع في الأتمتة الصناعية، مثل التحكم في الروبوتات، والتصنيع الذكي، وغيرها من السيناريوهات.
باختصار، هناك العديد من أنواع بروتوكولات إيثرنت الصناعية، ولكل بروتوكول خصائصه وسيناريوهات تطبيقه الفريدة. إن اختيار بروتوكول إيثرنت الصناعي المناسب أمر ضروري لضمان استمرارية واستقرار الإنتاج الصناعي. مع التطور المستمر للأتمتة الصناعية والتصنيع الذكي، ستواصل بروتوكولات إيثرنت الصناعية لعب دور مهم في تعزيز الابتكار والتنمية في المجال الصناعي.