Mundarija tavsif Tarix


Mundarija

• 
  1 Tavsif
  
• 
  2 Tarix
  
  • 
    2.1 Fieldbus kashfiyotchisi
    
    • 
      2.1.1 Umumiy maqsadli interfeys shinasi (GPIB)
      
    • 
      2.1.2 Bitbus
      
  • 
    2.2 Avtomatlashtirish uchun kompyuter tarmoqlari
    
    • 
      2.2.1 Ishlab chiqarishni avtomatlashtirish protokoli (MAP)
      
    • 
      2.2.2 Ishlab chiqarish xabarlari spetsifikatsiyasi (MMS)
      
  • 
    2.3 Ishlab chiqarishni avtomatlashtirish uchun dala shinalari
    
    • 
      2.3.1 MODBUS
      
    • 
      2.3.2 PROFIBUS
      
    • 
      2.3.3 INTERBUS
      
    • 
      2.3.4 MUMKUN
      
  • 
    2.4 Jarayonlarni avtomatlashtirish uchun Fieldbus
    
    • 
      2.4.1 WorldFIP
      
    • 
      2.4.2 Fieldbus poydevori (FF)
      
    • 
      2.4.3 PROFIBUS-PA
      
  • 
    2.5 Binolarni avtomatlashtirish uchun Fieldbus
    
    • 
      2.5.1 LonWorks
      
    • 
      2.5.2 BACnet
      
  • 
    2.6 Standartlashtirish
    
• 
  3 Fieldbus standartlarining tuzilishi
  
  • 
    3.1 IEC 61158: Sanoat aloqa tarmoqlari - Fieldbus spetsifikatsiyasi
    
  • 
    3.2 IEC 61784: sanoat aloqa tarmoqlari - profillar
    
    • 
      3.2.1 IEC 61784-1: Fieldbus profillari
      
    • 
      3.2.2 IEC 61784-2: Haqiqiy vaqtda chekilgan
      
    • 
      3.2.3 IEC 61784-3: xavfsizlik
      
    • 
      3.2.4 IEC 61784 standartiga muvofiqligi
      
  • 
    3.3 IEC 62026: Controller-device interfeyslari (CDI)
    
• 
  4 Xarajat afzalligi
  
• 
  5 Tarmoq
  
• 
  6 Xususiyatlari
  
• 
  7 Bozor
  
• 
  9 Adabiyotlar
  

Fieldbus
Fieldbus sanoat oilasining nomi kompyuter tarmoqlari^[1] real vaqtda taqsimlangan boshqarish uchun ishlatiladi. Fieldbus profillari. Tomonidan standartlangan Xalqaro elektrotexnika komissiyasi (IEC) IEC 61784/61158 sifatida.
Kompleks avtomatlashtirilgan sanoat tizimi odatda a kabi ierarxik darajada tuzilgan tarqatilgan boshqaruv tizimi (DCS). Ushbu ierarxiyada ishlab chiqarishni boshqarish uchun yuqori darajalar to'g'ridan-to'g'ri boshqarish darajasiga bog'langan dasturlashtiriladigan mantiqiy tekshirgichlar (PLC)vaqt tanqidiy aloqa tizimi (masalan.) Ethernet). Fieldbus^[2] to'g'ridan-to'g'ri boshqarish darajasining PLC-larini dala darajasidagi o'simlik tarkibidagi komponentlar bilan bog'laydi sensorlar, aktuatorlar, elektr motorlar, konsol chiroqlari, kalitlar, vanalar va kontaktorlar orqali to'g'ridan-to'g'ri ulanishlarni almashtiradi joriy ko'chadan yoki raqamli I / O signallari. Fieldbus uchun talab shu sababli vaqt tanqidiy va narxni sezgir. Yangi mingyillikdan boshlab bir qancha dala shinalari asosida Haqiqiy vaqtda chekilgan tashkil etilgan. Ular uzoq muddatli istiqbolda an'anaviy dala avtobuslarini almashtirish imkoniyatiga ega.
Tavsif
Fieldbus - bu real vaqtda taqsimlangan boshqarish uchun sanoat tarmoq tizimi. Bu asboblarni ishlab chiqarish zavodida ulash usuli. Fieldbus odatda imkon beradigan tarmoq strukturasida ishlaydi romashka zanjiri, yulduz, uzuk, filial va daraxt tarmoq topologiyalari. Ilgari kompyuterlar yordamida ulangan RS-232 (ketma-ket ulanishlar) orqali faqat ikkita qurilma aloqa o'rnatishi mumkin. Bu hozirda ishlatilganga teng bo'ladi 4-20 mA aloqa sxemasi bu har bir qurilmaning boshqaruvchi darajasida o'z aloqa nuqtasiga ega bo'lishini talab qiladi, fieldbus esa oqimning ekvivalenti LAN tipidagi ulanishlar, bu tekshirgich darajasida faqat bitta aloqa nuqtasini talab qiladi va bir necha (yuzlab) ga ruxsat beradi analog va raqamli bir vaqtning o'zida ulanadigan nuqtalar. Bu talab qilinadigan kabelning uzunligini ham, talab qilinadigan kabellar sonini ham kamaytiradi. Bundan tashqari, fieldbus orqali aloqa qiladigan qurilmalar a ni talab qilganligi sababli mikroprotsessor, bir nechta nuqta odatda bitta qurilma tomonidan ta'minlanadi. Ba'zi fieldbus qurilmalari endi boshqaruv sxemalarini qo'llab-quvvatlaydi PID nazorati tekshirgichni ishlov berishni majburlash o'rniga qurilma tomonida.
Tarix
Fieldbusni a-da ishlatishning eng muhim motivatsiyasi tarqatilgan boshqaruv tizimi o'rnatish xarajatlarini kamaytirish va texnik xizmat ko'rsatish yuqori darajani yo'qotmasdan o'rnatish mavjudlik va ishonchlilik avtomatlashtirish tizimining. Maqsad dala uchun ikkita simli kabeldan va oddiy konfiguratsiyadan foydalanishdir qurilmalar turli ishlab chiqaruvchilar tomonidan. Amaliyotga qarab datchiklar va aktuatorlar soni bitta mashinada yuzlab, katta zavodga taqsimlangan bir necha minggacha o'zgaradi. Fieldbus tarixi ushbu maqsadlarga qanday erishish kerakligini ko'rsatadi.
Fieldbus kashfiyotchisi
Umumiy maqsadli interfeys shinasi (GPIB)
Shubhasiz, prekursor dala avtobusi texnologiyasi - ta'riflangan HP-IB IEEE 488 ^[3] 1975 yilda. "U umumiy maqsadli interfeysli avtobus (GPIB) deb nomlandi va avtomatlashtirilgan va sanoat asboblarini boshqarish uchun amalda standart bo'ldi".
GPIB turli ishlab chiqaruvchilarning asboblari bilan avtomatlashtirilgan o'lchovlarda o'zining asosiy dasturiga ega. Ammo bu a parallel avtobus 24 simli kabel va ulagich bilan va maksimal 20 metr uzunlikdagi kabel bilan cheklangan.
Bitbus
Eng qadimgi dala avtobuslari texnologiyasi - Bitbus. Bitbus tomonidan yaratilgan Intel korporatsiyasi dan foydalanishni kuchaytirish Multibus sekin ajratish orqali sanoat tizimidagi tizimlar i / o tezroq xotiraga kirish funktsiyalari. 1983 yilda Intel 8044 Bitbus mikrokontrolrini mavjud bo'lganiga dala avtobusining proshivkasini qo'shib yaratdi 8051 mikrokontroller. Bitbus foydalanadi EIA-485 da jismoniy qatlam, ikkita o'ralgan juftlik bilan - biri ma'lumotlar uchun, ikkinchisi soat va signallar uchun. Dan foydalanish SDLC da ma'lumotlar havolasi qatlami umumiy segmenti 13,2 km bo'lgan bitta tugmachada 250 ta tugunga ruxsat beradi. Bitbusda bitta master tugun va bir nechta qul mavjud, qullar faqat xo'jayinning so'rovlariga javob berishadi. Bitbus yo'nalishni belgilamaydi tarmoq qatlami. 8044 ma'lumotlar bazasi faqat nisbatan kichik (13 bayt) ruxsat beradi, ammo RAC (masofaviy kirish va boshqarish) vazifalari to'plamini va maxsus RAC vazifalarini ishlab chiqish qobiliyatini o'zida mujassam etgan. 1990 yilda IEEE Bitbusni mikrokontroller tizimining ketma-ket boshqarish avtobusi (IEEE-1118) sifatida qabul qildi.^[4][5]
Bugungi kunda BITBUS BEUG - BITBUS Evropa foydalanuvchilar guruhi tomonidan qo'llab-quvvatlanmoqda.^[6]
Avtomatlashtirish uchun kompyuter tarmoqlari
Ofis tarmoqlari avtomatlashtirish dasturlari uchun haqiqatan ham mos emas, chunki ularda yuqori chegaralangan uzatish kechikishi yo'q. ARCNET, 1975 yilda ofisga ulanish uchun o'ylab topilgan, token mexanizmidan foydalanadi va shuning uchun keyinchalik sanoatda foydalaniladi,
Ishlab chiqarishni avtomatlashtirish protokoli (MAP)
The Ishlab chiqarishni avtomatlashtirish protokoli (MAP) tomonidan boshlangan avtomatlashtirish texnologiyasida OSI-ga muvofiq protokollarni amalga oshirish edi General Motors 1984 yilda. MAP ko'plab ishlab chiqaruvchilar tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan LAN standartlashtirish taklifiga aylandi va asosan zavodlarni avtomatlashtirishda ishlatildi. MAP uzatish vositasi sifatida 10 Mbit / s IEEE 802.4 token shinasidan foydalangan.
MAP o'zining ko'lami va murakkabligi tufayli katta yutuqqa erisha olmadi. Murakkablikni kamaytirish va qisqartirilgan resurslar yordamida tezroq ishlashga erishish uchun 1988 yilda takomillashtirilgan ishlash me'morchiligi (EPA) MAP ishlab chiqilgan. Ushbu MiniMap^[7] ning faqat 1,2 va 7-darajalarini o'z ichiga oladi Ochiq tizimlarning o'zaro aloqasi (OSI) asosiy mos yozuvlar modeli. Ushbu yorliqni keyinchalik fieldbus ta'riflari qabul qildi.
MAP-ning eng muhim yutug'i - bu MAP-ning dastur qatlami bo'lgan ishlab chiqarish xabarlari spetsifikatsiyasi (MMS).
Ishlab chiqarish xabarlari spetsifikatsiyasi (MMS)
Ishlab chiqarish xabarining spetsifikatsiyasi (MMS) xalqaro ISO 9506 standartidir^[8] 1986 yilda birinchi versiya sifatida nashr etilgan tarmoq qurilmalari yoki kompyuter dasturlari o'rtasida real vaqtda ishlov berish ma'lumotlarini va nazoratni boshqarish ma'lumotlarini uzatish bo'yicha dastur protokoli va xizmatlari bilan shug'ullanish.
Bu FMS kabi boshqa sanoat kommunikatsiyalari standartlashtirishdagi ko'plab keyingi rivojlanish uchun namuna bo'ldi Profibus yoki SDO uchun CANopen. U hali ham mumkin bo'lgan dastur qatlami sifatida ishlatilmoqda, masalan. elektr energiyasini avtomatlashtirish uchun IEC 61850 standartlar.
Ishlab chiqarishni avtomatlashtirish uchun dala shinalari
Sohasida ishlab chiqarish avtomatlashtirish fieldbusga qo'yiladigan talablar bir necha yuzlab metrdan oshmasligi kerak bo'lgan bir necha bit yoki bayt bilan qisqa reaksiya vaqtini qo'llab-quvvatlashdir.
MODBUS
1979 yilda Modicon (hozir Schneider Electric) ularni ulash uchun ketma-ket avtobusni aniqladi dasturlashtiriladigan mantiqiy tekshirgichlar (PLC) chaqirildi Modbus. Modbus o'zining birinchi versiyasida ikkita simli kabeldan foydalanadi OAV 485 bilan UART signallari. Protokolning o'zi juda oddiy xo'jayin / qul protokoli va ma'lumotlar turlarining soni o'sha paytdagi PLClar tushunganlari bilan cheklangan. Shunga qaramay, Modbus o'zining Modbus-TCP versiyasi bilan asosan asosan binolarni avtomatlashtirish sohasida eng ko'p ishlatiladigan sanoat tarmoqlaridan biri hisoblanadi.
PROFIBUS
Germaniya hukumati moliyaviy ko'magi bilan ilmiy loyiha 1987 yilda aniqlangan PROFIBUS asosida Fieldbus xabarining spetsifikatsiyasi (FMS).^[9] Amaliy dasturlarda bu sohada ishlash juda murakkab ekanligini ko'rsatdi. 1994 yilda Simens nomi bilan o'zgartirilgan dastur qatlamini taklif qildi Markazlashtirilmagan atrof (DP) ishlab chiqarish sanoatida yaxshi qabul qilingan. 2016 Profibus - bu dunyodagi eng o'rnatilgan fieldbuslardan biri^[10] va 2018 yilda 60 million o'rnatilgan tugunlarga etadi. ^[11]
INTERBUS
1987 yilda Feniks bilan aloqa markazlashtirilgan boshqaruvchiga masofaviy taqsimlangan kirish va chiqishlarni ulash uchun ketma-ket shinani ishlab chiqdi.^[12] Tekshirish moslamasi bitta kirish ramkasini jismoniy uzuk ustiga yuboradi, u barcha kirish va chiqish ma'lumotlarini o'z ichiga oladi. Kabelda 5 ta sim bor: tuproq signalining yonida chiquvchi ramka uchun ikkita sim va qaytib kelgan ramka uchun ikkita sim. Ushbu kabel orqali barcha o'rnatishni a daraxt topologiyasi.^[13]
INTERBUS ishlab chiqarish sanoatida juda muvaffaqiyatli bo'lib, ushbu sohada o'rnatilgan 22,9 milliondan ortiq qurilmalar bilan ta'minlandi. Interbus Profinet texnologiyasiga Ethernet-ga asoslangan Fieldbus Profinet-ga qo'shildi va INTERBUS hozirda Profibus Nutzerorganisation e.V tomonidan boshqariladi.^[14]
MUMKUN
1980-yillar davomida nemis kompaniyasi avtomobillarda turli xil boshqaruv tizimlari o'rtasidagi aloqa muammolarini hal qilish uchun Robert Bosch GmbH birinchi bo'lib ishlab chiqilgan Controller Area Network (JON). CAN kontseptsiyasi shundan iborat edi: har bir qurilmani bitta simlar to'plami bilan ulash mumkin, va ulangan har qanday qurilma boshqa har qanday qurilma bilan ma'lumotlarni erkin almashishi mumkin. Tez orada JON zavodni avtomatlashtirish bozoriga ko'chib o'tdi (boshqalar qatori).