为什么 Anybus CompactCom 是嵌入式工业通信的理想选择？

没有单一的主导工业协议

随着时间推移，不同协议在不同地区和行业中逐渐流行起来。例如，PROFINET在欧洲很常见，以太网/IP在北美占有显著市场份额，EtherCAT和CC-Link在亚洲，尤其是日本也很受欢迎。为了确保设备在全球市场取得成功，必须能够连接多种工业协议。

每年，HMS Networks都会对工业网络市场进行全面分析，旨在估算工厂自动化中按类型和协议分布的新连接节点。

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多协议开发的挑战

然而，支持多种协议需要对硬件和软件架构都有深入理解。这些方案本质上复杂且多样化，尽管乍一看似乎很常见。

Anybus CompactCom通过提供全面的通信解决方案来应对这些挑战。与大多数替代方案不同，它将硬件和软件集成到一个模块中。

主要特点与优势

1. 完整的通信模块： Anybus CompactCom支持所有主要工业和云协议。只需一个开发周期，你就能轻松将产品连接到所有选择的协议。

2. 生命周期维护： HMS在整个产品生命周期内维护硬件和软件，包括定期更新网络规范。

3. 提供三种形制：

• 模块： 内置连接器，灵活性和易用性，非常适合改装应用。
• 可插拔板卡： 支持定制连接器，适用于需要特定环境保护的应用，如防水。
• 焊接板卡： 提供与可插拔砖相同的定制连接器选项和环境保护，但设计为自动化制造，采用永久焊接连接。
  

4. 预认证便于集成： 简化向全面认证的过渡，确保符合行业标准。

5. 灵活的硬件接口： 支持并行、SPI 和串口通信，提供与不同主机微控制器的多功能集成。

6. 强大的软件接口： 一个免费且无关作系统的C语言驱动，可以与你的应用软件编译。

工作原理——主机架构与主架构

Anybus CompactCom 的设计原则是理解其设计优势的关键。Anybus CompactCom作为通信节点单元在自动化设备中运行，连接主机设备与PLC控制器，并交换过程变量和信息。该架构的重要性在于它将协议管理的具体细节与核心应用逻辑解耦，确保不同协议间的无缝集成。

图1 Anybus CompactCom连接主机和主控。

对于自动化设备制造商来说，这种设置简化了微控制器应用与控制设备之间的通信，使开发者能够专注于应用本身，而非每个通信协议的复杂性。

整合硬件

Anybus CompactCom的核心是NP40，一款定制设计的芯片，结合了可编程硬件和软件。

- 微控制器和FPGA：FPGA处理协议特定逻辑（例如PROFINET或标准EtherCAT接口的实时交换机），而微控制器运行实时作系统管理协议栈。

- 标准API：提供的API为NP40与主机微控制器之间提供一致的软件接口，确保尽管内部协议不同，软件接口依然无缝。

图2 Anybus CompactCom 提供可编程的硬件和软件。

硬件与应用接口

Anybus CompactCom 提供硬件和应用接口选项，可根据您的需求进行定制。关键组成部分与考虑因素：

1. 数据模式：

- 并行：使用8位或16位并行进行高速数据交换。

- 串行外设接口（SPI）：最高20 MHz的高速数据交换，简化复杂设计。

- 串行：较慢的数据速率，支持遗留系统。

2. 流量控制与复位：

- 复位线：连接到微控制器的输出端口，允许从软件中重置NP40。

- 中断线：为特定事件切换程序流。

3. 硬件检测与识别：

- 应用程序可以测试 Anybus CompactCom 模块是否安装，以及它是哪种型号，从而指导启动程序。

4. 电源供应：

- 需要3.3V电源才能工作。

图 3 Anybus CompactCom的硬件与应用接口。

集成软件

Anybus CompactCom的API由软件界面驱动，提供多种可根据需求定制的选项。关键组成部分与考虑因素：

- 变量管理：

- 应用数据实例（ADI）：在软件中定义网络变量（ADI），指定名称、数据类型、元素计数和值范围。使用指针实现 Anybus CompactCom 与您的应用之间的无缝数据管理。可以静态或动态实现。

- 无环和实时数据处理：通过提供的软件层高效管理非周期性请求（非时间关键）和实时数据交换。

- 网络管理：

- 网络对象：设置网络特定的管理任务，如供应商 ID，以确保不同协议间的顺畅运行。

- 函数调用：

- 保持活力 并 打断;用于促进接口软件作的基本调用。

- 附加功能：

- 以太网功能：用于管理网页服务器、发送邮件、FTP 交换、JSON 等多种功能的调用和对象。

IIoT通信

HMS还提供Anybus CompactCom IIoT Secure，这是一种通过OPC UA或MQTT数据交换方法与IIoT应用 实现安全通信的变体。为确保通信安全，Anybus CompactCom IIoT Secure 包含以下内容：

1. 证书管理： 确保所有通信经过认证和安全。

2. 加密：在传输过程中保护数据，防止未经授权的访问。

3. 安全设备： 确保设备本身免受篡改和网络威胁的保护。

4. 安全启动： 确保设备仅运行正规软件，防止恶意代码。

在集成软件时，你可以指定哪些变量需要与本地控制器交换，哪些将发送到数字应用。一旦配置完成， Anybus CompactCom 将确保数据交换无缝且安全。

结论

Anybus CompactCom作为嵌入式工业通信的综合解决方案脱颖而出，提供了无与伦比的灵活性和易于集成。通过结合强大的硬件与复杂的软件支持，它消除了多协议开发中的复杂性和隐藏成本，使其成为希望在全球市场保持竞争力制造商的理想选择。

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