Retele Industriale [PDF]

Zitiervorschau

Referat COMUNICATII INDUSTRIALE RETELE INDUSTRIALE CU ARHITECTURA DESCHISA

Protocol propriu de comunicatie > Realizarea retelei necesita utilizarea acelorasi protocoale > Standardizarea protocoalelor > Utilizarea sistemelor cu functii de control si monitorizare > Reducerea costurilor cablarii Protocoale industriale 02/25/2009 J1939 SAE J1939 poate fi luata în considerare înlocuirea pentru mai vechile specificatii SAE J1708 si SAE J1587. 02/25/2009 Profibus Profibus (Process Field Bus) este un standard de comunicare in domeniul tehnologiei si automatizari care a fost promovat pentru prima data in 1989 de catre BMBF (Departamentul German de Educatie si Cercetare). 02/25/2009 Modbus Modbus este un protocol serial de comunicatii publicat de Modicon in 1979 pentru a fi utilizate pentru programarea logica a controllerelor (PLCs). 02/25/2009 LonWorks LonWorks este o platforma de retele create special pentru a acorda performante unice, fiabiliate, instalare si intretinerea necesara pentru aplicatiile de control. 02/25/2009 Interbus Interbus este un serial bus de sistem, care transmite date între sisteme de control (de exemplu, PC-uri, PLCs, VMEbus computere, controllerii de robot, etc) şi spaţial distribuite I/O şi modulele care sunt conectate la senzori şi actiunator (de exemplu, senzori de temperatura, poziţia comutatoare ). 02/25/2009 EtherNet/IP Ethernet/IP (Ethernet Industrial Protocol) este un protocol de comunicare dezvoltat de Rockwell Automation, gestionate de ODVA şi concepute pentru a fi utilizate în procesul de control şi alte aplicaţii industriale de automatizare. 02/25/2009 EtherCat EtherCat - Ethernet pentru Control Automation Technology - este o mare performanta Ethernet bazate pe sistemul Fieldbus. 02/25/2009 DeviceNet DeviceNet este un alt tip de reţea deschisă care suportă o gamă largă de

produse de la diferiţi fabricanţi. Acest tip de reţea este foarte popular în America de Nord. 02/25/2009 ControlNet ControlNet este un protocol de retea industriala deschisa de automatizare pentru aplicatiile industriale, aceasta este de asemenea cunoscuta ca un Fieldbus. 02/25/2009 CC Link CC-Link este o reţea de control deschisă, oferind comunicaţii rapide între diferite dispozitive. Ca toate reţelele ce au specificaţii de la producător, CC-Link poate fi rapid configurată şi va funcţiona în mod garantat. 02/25/2009 CANopen CANopen este un protocol de comunicare si specificatia profilului dispozitivului pentru sisteme introduse in automatizare. In ceea ce priveste modelul OSI, CANopen pune in aplicare straturile de mai sus si inclusiv nivelul de retea. 02/25/2009 AS-Interface AS-Interface (Actuator Sensor Interface, AS-i) este cel mai simplu dintre protocoalele industriale de retea folosite in PLC, DCS si PC-ul pe baza de sisteme de automatizare. Protocol MAP Nivel Aplicatie – furnizeaza un set de comenzi care vor fi intelese de dispozitivele si software-ul folosit Nivel Legatura de date – se asigura transmiterea informatiei de catre un singur utilizator la un anumit moment dat Nivel Fizic – informatia este modulata dupa o purtatoare in radio frecventa, iar apoi transmisa prin cablu coaxial. Exemple de retele si domeniile lor de aplicatie -CANopen, DeviceNet, SDS – retele tip CAN pentru echipamente de manufacturare -FOUNDATION Fieldbus -Interbus – S

– retele de control de proces - retele low-level pentru echipamente I/O

-LonWorks - retele digitale de orientare generala, utilizate in automatizarea cladirilor/sistemelor embedded -PROFIBUS DP/FMS/PA industriale si de

- familie de retele destinate proceselor fabricatie

DeviceNET - A fost dezvoltata initial de Allen-Bradley - Este administrata la momentul actual de ODVA (Open DeviceNet Vendors Application) - Este o retea low-level, destinata conectarii echipamentelor si instrumentatiei industriale (senzori si elemente de executie) la aparatura de high-level (controlere) - Asigura interschimbabilitatea la costuri foarte reduse, pentru aparate simple, utilizate frecvent in aplicatii de manufacturare (limitatori de cursa, senzori fotoelectrici, soft-startere, cititoare de cod de bare, actionari cu turatie variabila, interfete operator integrate, etc) - Pana la 64 de adrese pe o singura retea-caract. - Comunicatie peer-to-peer, cu prioritati, bazata pe schema de arbitrare nondestructiva a protocolului CAN-caract. - Model producator-consumator de transfer al datelor-caract.

Foundation FIELDBUS

- Retea industriala realizata in mod specific pentru controlul proceselor distribuite. - A fost creata de Fundatia Fieldbus, organizatie ce contine peste 100 de companii membre (mai mult de 80% din produsele, echipamentele si serviciile destinate sistemelor de automatizare *Tehnologia se compune din: - Nivel fizic – Physical Layer - Stiva de comunicatie – Communication Stack - Nivel utilizator – User Layer Foundation FIELDBUS – Nivelul Utilizator Defineste o interfata prin care utilizatorii pot comunica cu echipamentele printr-un set de blocuri, mai eficient decat prin simple colectii de date punctuale Blocuri ce realizeaza nivelul utilizator:

- Resource Block – descrie caracteristicile echipamentului (nume, producator, serie echipament) - Function Block - asigura controlul si comportarea intrarilor/iesirilor echipamentului - Transducer Block – decupleaza blocurile de functii de functiile necesare pentru citirea/scrierea intrarilor/iesirilor locale. - Aplicatiile se creeaza prin conectarea functiilor bloc, Fieldbus specificand si modul de gestionare a resurselor de timp - Blocurile de functii sunt rezidente in fiecare echipament in parte, dar gestionarea genrala a executiei este specificata si executata pe retea - Device Descriptions asigura descrierea standard a functiilor disponibile in echipament, permitand crearea unei interfete operator pentru interactiunea cu echipamentul - Device Descriptions asigura interoperabilitatea, reprezentand o metoda standard prin care orice host poate afla lista capabilitatilor fiecarui echipament conectat la Fieldbus.

Foundation FIELDBUS – Nivelul Utilizator Defineste seturi standard de blocuri de functii, din care se distinge un set de 10 functii pentru operatiunile de baza de control si functii I/O : Intrare Analogica Iesire Analogica

- AI - AO

Bias

-B

Selector Control

- CS

Intrare discreta

- DI

Iesire Discreta

- DO

Incarcare Manuala Proportional/Derivativ

- ML - PD

Proportional/Integral/Derivativ Ratio

- PID -RA

PROFIBUS Retea industriala utilizata la inceput preponderent in Europa, apoi la nivel mondial, in sistemele de productie, la controlul proceselor si in automatizari.

Tehnologia este dezvoltata si administrata de PROFIBUS User Organization (peste 600 de membri). Poate fi utilizata: - Pentru transmisii de date de mare viteza, intre controlere si intrari/iesiri - Pentru comunicatii complexe intre automate programabile ■ PROFIBUS – DP: Pentru comunicatii de mare viteza, eficiente ca

raport performanta/pret, intre automatele programabile si modulele de intrare/iesire distribuite. Comunicare seriala. ■ PROFIBUS – FMS: Pentru comunicatii obisnuite, de orientare generala, desfasurate initial intre controlere programabile ■ PROFIBUS – PA: Este realizat in mod specific pentru automatizarea

de proces, utilizeaza protocolul de transmitere a datelor DP extins, echipamentele de camp putand fi alimentate direct din bus si integrate in retelele DP prin intermediul unor cuplori de segment.

ETHERNET -Cea mai populara interfata de retea ultrarapida de comunicare intre PC-uri. Racordarea hardware a Ethernet-ului este o carcateristica standard a calculatoarelor moderne, majoritatea acestora fiind interconectate printrun protocol TCP/IP sau altul similar. - Este cea mai raspandita retea de comunicare pentru afaceri si aplicatii tehnologice. - Este administrat de IEEE sub specificatia 802.3. - Dezvoltarea Ethernet-ului comutabil (o noua tehnologie cu o banda sporita pentru comunicatii si o viteza de transmisie de 100Mb/s) a permis largirea considerabila a gamei de aplicatii. - Opereaza la 10Mb/sec si are la baza o topologie de conexiune multinod, care manipuleaza pana la 1024 noduri in formatele de cablu: torsadat, fibra optica, cablu axial. ETHERNET - Avantaje - Comercializarea in volume mari la preturi mici, fiind componenta standard pe placile de baza a numeroase sisteme de calcul; - Devide standard industrial de facto, in special pentru comunicatiile ndustriale de mare viteza - Integrarea si distributia informatiilor de productie si manufacturare vor fi mai facile.

- Majoritatea sistemelor de computere utilizate in busness sunt incadrate cu personal specializat in administrarea retelelor, avand abilitati pentru proiectarea de retele, instalare si intretinere. ETHERNET – Protocol ■ Functii:

Defineste o adresa unica, astfel incat computerele sau echipamentele sa se poata identifica reciproc pe retea: -

Determina modul de transmitere a datelor Proceseaza informatie la sosirea la destinatia finala.

■ Exemple simple de protocoale de retea folosite pentru sistemele

informatice cu scop general: TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX, UDP, AppleTalk, SNMP, LAT. --- Ethernet, completat cu protocoale industriale stanndard (TCP/IP, OLE sau OPC), respectiv Windows ca sistem de operare, concura la realizarea de solutii foarte atractive ca performante si pret in aplicatii industriale.