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M2M 工业应用通信
为什么工业应用程序需要不同的通信协议?工业 4.0 可能是目前最热闹的行业话题，但是数十年以来，机器一直在工业环境当中相互对话。流程控制、汽车生产、机器人或食品和饮料生产中的机器到机器 (M2M) 通信使效率和稳定性得到了大幅提升。
通过了解每台机器如何操作以及允许机器直接相互通信，我们可以大大提高效率并增强系统集成，从而实现端到端流程解决方案。
更高的速度– 无论您认为自己说话有多快，机器都会说得比您更快。通过了解流程中的机器网络如何操作，以及它们的加载速率和吞吐量，可实现更快的生产效率。通过推动实时确定性网络和系统分析，可使系统作为一个整体工作以优化生产。
质量和控制– 通过遍布整个流程的传感器网络，可以更密切地监控每个生产要素。由于传感器变得更准确、机器视觉变得更敏锐，可使烤箱更恒定地保持在正确温度、使机器人臂更精确地操作，并且更高效地发现并排除故障。
预防性维护– 现在的汽车能告诉您何时需要保养，机器也是一样。工业通信可以传递操作小时数消息或向控制器发出元件即将出现故障的警报，帮助安排维护时间以避免出现紧急维修情况，从而减少停机时间。
这种级别的通信集成以前需要使用复杂、固定和昂贵的外部解决方案。随着自动化系统的发展，以及机器之间的高通信级别成为标准的客户期望，更高级别的电子产品集成已变得至关重要。从可编程逻辑控制器 (PLC) 到传送带和工业外围设备的实时、可靠通信正在变得越来越智能化，而解决方案也变得更小型、更灵活、更强大。
为了支持工业应用中的恶劣条件和环境，所有解决方案都需要考虑一些事项。在无线通信当中，必须清晰地了解这些注意事项。
现场安装– 为减少停机时间并执行维护和维修，连接到网络中的任何智能资产都必须可热插拔。这意味着它们可在系统操作过程当中在网络中添加或移除，还意味着任何通信都需要一定程度的网络信号交换和消息优先级确定。
高可靠性– 在任务关键型或安全系统中，重要的是通信必须可靠、及时，并且不会出现频繁中断或未发送的消息。在通信中发生的任何消息故障都必须然导致出现安全问题。
坚固强大– 工业应用通常会接触到特别恶劣的环境，包括灰尘、液体、高温、高压或高电压。例如，必须考虑连接和外壳的入侵防护等级 (IP)，如 IP 69。为了提供保护以避免接触高电压、瞬变和短路，连接必须能够提供独立通信，5kVrms 及以上十分寻常。
EMI 屏蔽–工业环境中通过感应、耦合或传导产生的电磁干扰 (EMI) 可能来自电机、液体流动、密闭电缆间的耦合、烤箱或切换负载。EMI 可能会中断信号或导致发送不必要的消息，而无线信号最易受 EMI 影响，因此推荐使用有线通信。
什么是 HART 通信协议?
HART（高速可寻址远程传感器）协议已在 1986 年成为开放式协议。30 年后，随着工业物联网或工业 4.0 的兴起，使其在今天看来仍然正确。通过使用频移键控 (FSK) 标准，HART 协议在 4-20mA 的基础之上增加了其他低电平的数字信号。HART 通过模拟线路承载从传感器和现场仪器到更广泛主机系统和流程、安全或资产控制的双向数字信息。为了更可靠地提供关键信息，模拟 4-20mA 信号可承载来自传感器的测量值。数字信号承载的关键信息（例如诊断或辅助值）变得更少，带来可轻松配置的强大通信解决方案。
什么是 EtherCAT 自动化协议?
EtherCAT 基于熟悉且名称密切相关的以太网标准构建，但是增加了实时通信和更高的拓扑灵活性。EtherCAT 是工业应用中所用的最快通信技术，并且与纳秒级 EtherCAT 的同步相比其他协议可实现巨大的性能提升，这是其显著优势。EtherCAT 的速度和准确性可以减少系统等待时间和转换，从而整体提高系统的效率。与以太网不同，EtherCAT 网络不需要使用集线器或交换机，可以按需要增加和移除自动链路检测设备。这样就能实现网络拓扑和结构的完整灵活性。对于安全关键型应用，EtherCAT 功能安全性 (FSoE) 标准符合 SIL3 系统的要求，并已经过 TUV 认证设备的证实。EtherCAT 以合理的价格提供了快速、稳定的通信级别，并且无需使用特定接口卡，即可通过 FPGA 的微控制器快速、轻松地实施 EtherCAT 控制器。
品牌:
HARTING
RS库存号: 875-5648
品牌:
HARTING
RS库存号: 871-8298
Phoenix Contact Industrial RJ45 连接器
品牌:
Phoenix Contact
RS库存号: 802-5072
品牌:
Bulgin
RS库存号: 841-9128
品牌:
Molex
RS库存号: 290-4594
品牌:
Phoenix Contact
RS库存号: 648-6501
品牌:
TE Connectivity
RS库存号: 914-4459
品牌:
Infineon
RS库存号: 917-0741
什么是 Profinet 和 Profibus？
与 EtherCAT 一样，Profinet 是一种在工业应用中使用的修改后以太网标准，但更接近于您在家里或办公室中使用的以太网。由于其相似性，它可以使用集线器、交换机来设置，并通过 WLAN 或蓝牙与无线网络或移动设备交叉。因此，尽管在较传统的网络拓扑中设置时限制更多，但是能够连接到其他标准设备的灵活性确保了 Profinet 成功用作工业应用的通信网络。到 2014 年底，已投入使用的 PROFINET 联网设备超过了 980 万台。
到目前为止，部署最广泛的工业通信标准是 Profibus，这是一种应用独立型现场总线协议，在 2014 年底已安装了超过 5000 万台设备。Profibus 以传统方式通过 RS-485 双绞线电缆进行传输，这意味着其实施成本较低，可在电气嘈杂环境中长距离工作，特别适合用于工业应用。
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什么是 CAN 协议?
控制器局域网（又称 CAN 总线）一般在汽车上使用，无需中央控制器即可进行通信，例如电动车窗。它不是实时通信协议，但特别适用于微控制器之间的低成本实施。由于其简单性、广泛可用性和稳定性（符合汽车行业的高标准规格），使 CAN 同样可进入工业应用领域。
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绝缘需求
工业环境始终存在电气噪音。由于精密电子产品附近存在电机和高压电缆，因此务必要针对瞬态电压对其进行保护。通过以光学或数字方式来隔离连接，使高压峰值无法损坏更适用于 5V 而不是 1kV 的元件。光学隔离器和数字隔离器在 IC 内形成物理屏障，以防止这些峰值达到任何电子产品，但仍然可以传递所承载的信号。数字隔离器为传统光耦合器提供了新的替代方案，具有极高的可靠性、极长的使用寿命，以及达到甚至超过 10kV 的更高数据完整性。
