如果你是老电脑用户，你可能听说过 RS-232C 标准。那么 PLC 这个词呢？实际上，这些是工业网络领域使用的标准和词语，在工业领域中非常重要。以下是工业网络的简要介绍。
什么是工业网络？
工业网络是一种网络，它控制安装在设备或生产线上的传感器和设备，并将信息从设备或生产线传输到更高的系统，例如制造执行系统。也称为现场网络、FA 网络和现场总线。
通常，工厂的网络系统由以下四层结构组成：
- 第 1 层：信息系统网络
- 第 2 层：控制器网络
- 第 3 层：现场网络
- 第 4 层：节省布线的网络
信息系统网络包括制造执行系统 (MES)，控制器网络包括可编程逻辑控制器 (PLC)。此外，现场网络包括与传感器和电机通信的控制器，最底层是节省布线的网络，可简化传感器和控制器之间的通信布线。
本文涵盖了第三层现场网络。连接到旧电脑的 RS-232c 接口最初是该第三层网络的旧标准。
在工厂设备和生产线中，网络的组件（例如物理设备和传感器）波动不大，并且通常始终保持连接状态。另一方面，不存在数据传输错误或停止等问题，并且无论数据传输量如何变化，都需要始终以相同的速度稳定可靠地运行（这称为 “确保实时性能”）。
因此，开发了原始网络的标准，而不是以太网，后者是办公室使用的互联网和局域网等网络的标准。但是，由于近年来一直流行的制造执行系统等高级系统是建立在以太网基础上的，而实时改进是以太网系统的弱点，因此基于以太网的标准的现场网络最近一直在增加。
现场网络的历史和标准
将工厂设备与网络连接、收集数据或将用于控制电机、机器人等的控制器与网络和集成管理相连接的想法已接近 1970 年当今的物联网。据说那是在20世纪90年代。已经进行了实验研究。但是，当时，在模拟技术时代，数字硬件和软件仍然很差，因此人们认为实现这样一个实用的数字网络暂时是一回事。
随后的数字技术进步促成了现场网络在20世纪90年代的实际应用。当时，各种标准诞生了，曾经有大约40种标准挤满了人。从那时起，该组织取得了进展，现在已缩小到10多种主要标准。
有三个现场网络：由 RS-232C 开发的 rs-485 系统、以太网系统和无线系统。如前所述，近年来以太网标准占据了主导地位。此外，无线系统正在逐渐增加。
RS-485 现场网络的功能
可以说，RS-485 系统的优势在于它历史悠久，并已在许多站点中使用。此外，该操作相对稳定，具有出色的实时性能。此外，它还具有抗噪的特点。这些 “高可靠性” 和 “成就” 是rs-485现场网络使用30多年的主要原因，即使现在以太网系统占据主导地位，它们仍然是一个 “难以抛弃” 的标准。
缺点是传输速度比以太网系统慢。此外，设备的价格往往略高于以太网系统的价格。
以太网现场网络的功能
以太网系统的优势在于它们的最大努力传输速度仍然相对较快。由于协议和硬件在顶级信息系统中是通用的，因此可以很容易地引入它们。此外，电缆和网络适配器等硬件在已经广泛使用的局域网中很常见，因此可以将设备价格保持在较低水平。
另一方面，随着网络流量的增加，以太网的传输速度较慢。换句话说，生产系统的规模增加，如果您尝试增加时间，传输速度将降低，数据传输的实时性质将丢失。因此，需要一些独创性来确保实时性能。
无线现场网络的特征
无线系统的最大优势是不需要有线布线。当您稍后安装现场网络时，或者工厂的地板或天花板下没有空间用于有线布线时，这非常有利。此外，出于同样的原因，我们可以灵活应对工厂布局变更等情况。此外，整个系统的初始成本往往很低，因为没有仅安装电缆的成本。
另一方面，无线使用无线电波进行通信，因此传输可能无法成功，具体取决于无线电波的传播状态，例如衍射和反射，这是无线电独有的缺点。因此，一般而言，设备的天线需要放置在可以看到对方的位置。
每个谱系的典型标准及其特殊性
RS-485 标准及其特别之处
主要的包括 CC-Link 和 PROFIBUS DP。
“CC-Link” 是三菱电机在日本和亚洲制定的领先标准。功能包括高达10 Mbps的传输速度和1.2 km的传输距离，这是相对较高的速度和较长的传输距离。它还可以为每个网络连接 64 台设备。在日本，该标准几乎已成为出厂标准。Cc-Link 最初是 RS-485 标准，但近年来也出现了基于以太网的 CC-Link IE。还提供具有以太网和 RS-485 转换功能的控制器。
“PROFIBUS DP” 是主要在欧洲使用的强大标准。它在全球拥有最大的份额。作为一项功能，每个网络可以连接 126 台设备。它还与光纤电缆兼容。
以太网标准及其特殊要求
主要是 “以太网/IP” 和 “EtherCAT”。
“EtherNet/IP” 是一种通信标准，支持循环通信，以克服以太网的弱点。它代表循环通信。通过在特定时间段进行通信，通信控制是该标准所独有的。这确保了明显的实时性。它还因被汽车制造商通用汽车的采用而闻名，后者在美国获得了很大份额。
“Ether CAT” 是一种标准，它原则上将网络拓扑（网络的物理连接形式）从一个树到另一个环以克服以太网的弱点。这以丰田汽车公司的采用而闻名。在普通网络中，它使用集线器或路由器以树形分支，但EtherCAT以菊花链的形式连接设备。这会导致环路中的流量恒定，从而确保实时性。
无线标准及其专长
无线标准包括 “本地 5G” 和 “LPWA”。
“本地5G” 是对5G的有限空间使用，5G是下一代手机的标准。预计5G高速可用于现场网络。
“LPWA” 是目前在无线现场网络中使用的主流方法，它因能够以低功率覆盖大面积而广受欢迎。缺点是传输速度慢，但成本低且有助于传播。
标准的数量是选择范围广
上面，我们简要介绍了工业网络的标准。工业网络有许多不同的标准。目前，以太网标准在某种程度上占主导地位，但多年来已在许多站点使用的基于rs-485的标准也很难被抛弃。此外，在某些情况下，可以说无线系统更为可观。无论如何，了解每个标准的特性并为要构建的生产系统选择最合适的标准非常重要。让我们利用各种各样的选择，因为有各种各样的标准。
