有关工控连接的新设计。
农业和工业机械中央控制中心需要和其它设备单元互连组成系统网络,系统架构正在合并CAN和ISOBUS,满足日益增长的数据网络需求。
控制器局域网(CAN)系统自20世纪90年代以来,作为专有制造商设备解决方案的一部分,已被用于重型设备和工业机械领域。与此同时,联网设备时代已经在发展中,新的技术已经来临,这将有助于创建工业4.0、农业4.0和工业物联网。这些解决方案在21世纪初形成,当时全球农业工业联合起来支持AEF(农业工业电子基金会),开发了ISO 11783,一种串行控制和通信数据网络协议。该协议通常被称为ISOBUS,服务于农业、林业和非公路工业中的重型设备,以及其它需要跨机械单元互连的设备。
作为第一个国际CANBUS标准,ISO 11783正在应用于通过AEF认证的机器。在ISO 11783-1中开发的ISOBUS已经扩展到通过添加处理物理层(11783-2)、数据链接层(11783-3)、网络层(11783-4)和通过序列控制(11783-14)中,功能也随之增加。这些功能使操作员能够实现精确的农业应用。
ISO 11783的成功使得设备OEM厂商能够数字化。运营商可以有信心选择他们需要的工具,无论他们的品牌如何,不同机器可以使用同一网络进行通信。它还使开发驱动新功能的数据协议成为可能。随着农业和林业越来越多地将摄像头和包含传感器监测功能集成到其操作中,标准化的高速连接已成为一种必然。在某些用例中,运营商使用一个独立的架构集成数码相机,并创建一个统一和简化系统,从而消除冗余架构。
今天,针对高速体系结构的数据协议使得机器之间共享更多数据。例如,它帮助农民战略性地安排种植和收获时间,根据在田间收集到的数据施用肥料和杀虫剂,并根据预测的天气和特定的田间条件来管理灌溉系统。同样,林业业务也可以监测类似的现场条件,进行优化作业。
Powell的ISOBUS 连接器
这种使用高速ISOBUS的即插即用系统的新能力将可以处理更多命令和控制,更精确的数据记录,并在命令中心或通过应用程序详细地显示信息。在未来,这些机器将包括自主能力。为了实现这些自主功能,需要实现小于10微秒的控制定时和延迟,以及高达40米距离可靠的1 Gb/s完整信号传输。这将使下一代设备更强大。例如,作物种植或喷洒系统将使用FMIS数据来控制它通过的每一行喷嘴。在建筑行业,远程信息技术将使用共享作业地图来指导土方机器。其它案例包括跟踪配套机器,并整合跨机械品牌的车辆和远程摄像头视图。
Powell的 ISOBUS 线缆
2011年,为了安全地创建网络体系结构满足这些需求,AEF PT10开始开发高速实现总线。选择以太网作为该系统是基于其在汽车行业的成功和以太网标准IEEE 802.3bp的发展。选择开放联盟软件标准OPC UA和其它变体为不同的数据速度,允许工业设备和应用以一种安全和可靠的方式通信。标准化的Gb以太网交换机将作为车辆控制接口,而DT Highspeed IEEE802.3bp Type A & B 以太网连接器系列将用于MDI。这些单对以太网(SPE)连接器和屏蔽电缆将把交换机与任何边缘传感和控制解决方案连接起来,创建一个真正即插即用的高速实现总线。
Powell High Speed ISOBUS Gb Ethernet 交换机,采用SPE行业标准构建,可实现1 Gb/s高达40米的数据速度,并实现跨多个设备的高清数据共享。
依赖于ISOBUS的设备类型在恶劣环境中运行,承受极端天气、持续的紫外线照射、温度波动、化学品、水分和微粒(包括泥浆)等影响。组件必须进行加固,抵抗冲击和振动。支持ISOBUS应用的电子设备必须是IP级密封,防止污染物进入,包括在压力下的流体。
新的Gb以太网交换机设计和制造过程目前正在与AEF HSI一起开发中。优点是不需要开发成本,可利用现有材料和工艺,先进的故障分析实验室和技术开发过程,现场和认可的测试来执行和支持产品认证,ISO 11783生命周期产品设计和SPE制造专业知识,以及持续准确的交付能力等。
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