Промислова мережа
Промислова мережа (англ. fieldbus) — це цифрова, двонаправлена, багатоточкова послідовна телекомунікаційна мережа, що зв'язує територіально розподілені датчики, виконавчі механізми, промислові контролери і використовується в промисловій автоматизації для побудови єдиного інформаційного і керуючого середовища, котре об’єднує інтелектуальні технологічні пристрої і контролери цехового рівня.
Описується стандартом IEC 61158. Термін польова шина є дослівним перекладом англійського терміну англ. fieldbus. Термін промислова мережа є точнішим перекладом і саме він використовується в професійній технічній літературі.
Історія
Хоча технологія промислових мереж з'явилась в кінці 80-х років минулого століття, розвиток міжнародного стандарту зайняв ще багато років. У 1999, Комітет стандартів SC65C/WG6 Міжнародної Електротехнічної Комісії (IEC) провів засідання, щоб вирішити розбіжності у стандарті fieldbus. Результат цієї зустрічі був початковою формою стандарту IEC 61158 з вісьмома різними протоколами, що фігурували під назвою "Типи" як зазначено нижче
- Тип 1 Foundation Fieldbus H1
- Тип 2 ControlNet
- Тип 3 PROFIBUS
- Тип 4 P-Net
- Тип 5 FOUNDATION Fieldbus HSE (High Speed Ethernet)
- Тип 6 SwiftNet (протокол, розвинений для фірми Boeing)
- Тип 7 WorldFIP
- Тип 8 Interbus
Ця перша спроба стандартизації проведена в ЄЕС, зосереджувалася менше на спільності і ставила основною метою усунення обмежень для свободи торгівлі між країнами. Проблеми забезпечення сумісності кожного з типів залишились. Як тільки цей "8-головий монстр" був схвалений, IEC роботу над розвитком стандартів припинено і комітет був розпущений. Новий комітет IEC SC65C/MT-9 був сформований, щоб вирішити конфлікти у формі і змісті в межах більше ніж 4000 сторінок стандарту IEC 61158. Робота над типами вище вказаних протоколів завершилась.
Найпоширеніші стандарти
Існує широкий спектр шин, що базуються на стандартах. До найпоширеніших відносяться:
- AS-Interface завадозахищена мережа для дискретних давачів малої продуктивності;
- CAN промислова мережа для автоматизації транспорту і машинобудування;
- HART мережа для роботи з інтелектуальними давачами та приладами;
- Промисловий Ethernet, що може будуватись на протоколах шин:
Основні характеристики
Різні стандарти промислових шин пропонують різні набори функцій і мають різну продуктивність. Важко зробити загальне порівняння по продуктивності польових шин через принципову відмінність у методології передачі даних. У порівняльній таблиці нижче це просто відзначено, що шина має тривалість циклу оновлення даних мілісекундну або меншу від мілісекунди.
| Польова шина | Забезпечення живлення | Надлишковість кабелів | Макс. кількість пристроїв | Синхронізація | Трив. циклу менше 1 мс |
|---|---|---|---|---|---|
| AS-Interface | Так | Ні | 62 | Ні | Ні |
| CANOpen | Ні | Ні | 127 | Так | Ні |
| ControlNet | Ні | Так | 99 | Ні | Ні |
| CC-Link | Ні | Ні | 64 | Ні | Ні |
| DeviceNet | Так | Ні | 64 | Ні | Ні |
| EtherCAT | Ні | Так | 65536 | Так | Так |
| Ethernet Powerlink | Ні | Опційно | 240 | Так | Так |
| EtherNet/IP | Ні | Опційно | Без обмежень | У розробці | Ні |
| Interbus | Ні | Ні | 511 | Ні | Ні |
| LonWorks | Ні | Ні | 32000 | Ні | Ні |
| Modbus | Ні | Ні | 246 | Ні | Ні |
| Profibus DP | Ні | Так | 126 | Так | Так |
| Profibus PA | Так | Ні | 126 | Ні | Ні |
| PROFINET IO | Ні | Опційно | Без обмежень | Ні | Ні |
| PROFINET IRT | Ні | Опційно | Без обмежень | Так | Так |
| SERCOS III | Ні | Так | 511 | Так | Так |
| SERCOS interface | Ні | Ні | 254 | Так | Так |
| Польова шина | Забезпечення живлення | Надлишковість кабелів | Max кількість пристроїв | Синхронізація | Трив.циклу менше 1 мс |
Застосування
Пристрої використовують мережу для:
- передачі даних, між датчиками, контролерами і виконавчими механізмами;
- діагностики і віддаленого конфігурування датчиків і виконавчих механізмів;
- калібрування датчиків;
- живлення датчиків і виконавчих механізмів;
- передачі даних між датчиками і виконавчими механізмами оминаючи центральний контролер;
- зв'язку між датчиками, виконавчими механізмами, програмованими логічними контролерами і АСУ ТП верхнього рівня;
- зв'язку між контролерами і системами людино-машинного інтерфейсу (SCADA).
У промислових мережах для передачі даних застосовують:
- електричні кабелі типу вита пара;
- волоконно-оптичні лінії;
- безпровідний зв'язок (радіомодеми і Wi-Fi).
Промислові мережі можуть взаємодіяти із звичайними комп'ютерними мережами, зокрема використовувати глобальну мережу Internet та її протоколи передачі даних.
Джерела
- Пупена О. М., Ельперін І. В., Луцька Н. М., Ладанюк А. П. Промислові мережі та інтеграційні технології в автоматизованих системах. Навчальний посібник. – К.: Ліра-К, 2011. – 500с. ISBN 978-966-2174-13-7
- Андрюшенко О. А., Водичев В. А. Электронные программируемые реле серий EASY и MFD-Titan — 2-е изд., испр. — Одесса: Одесский национальный политехнический университет, 2006. — 223 с.
- Денисенко В. В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием - М.: "Горячая линия-Телеком", 2009 г. - 608 с. ISBN 978-5-9912-0060-8.