Инженеринг ревю бр. 4/2016

60 юни 2016 l ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ автоматизация дата от множество специалисти за една дейност. Въпреки че сигналите в разпределените табла са от същите типове, количеството им в тях няма да бъде толкова голямо, колкото в централното командно табло, така че там може да се използват модули с по-ниска плътност, за да се осигури нужното количество I/O канали. Разпределените I/O табла с някакъв вид потребителски интерфейс (бутони и лампи) или други мрежови елементи за управление, като например драйвер или инвертор, изискват най-малък брой I/O канали. За монтаж в разпределените I/O табла са създадени комплектни модули, включващи вграден мрежов интерфейс и I/O устройства. В сравнение с модулните решения,конфигурацията с компактен фиксиран дизайн изисква по-малко пространство и е с по-ниска цена при I/O системи с 32 и по-малко точки. Първоначално за захранване и подвързване на силно разклонени сензори и изпълнителни механизми са били използвани малки разклонителни кутии. Т. нар. машинно монтирани модули или открити модули с вграден мрежов интерфейс и I/O системи са предназначени да заменят тези разклонителни кутии. Машинните I/O модули намаляват броя на кутиите и елиминират грешките при опроводяване, благодарение на предварителното свързване, с което осигуряват снижаване на площта за монтаж, както и времето за проектиране, изграждане и въвеждане в експлоатация на системите за контрол. С използването на модулните производствени техники нараства нуждата от разполагане на поконцентрирани сигнали и различни видове сигнали в машинните I/O системи. За да се отговори на тази нужда, се въвеждат нови модулни машинни I/О решения. Модулните машинни I/O системи с гъвкав кабел за връзка между I/O модулите и модулния мрежов интерфейс предлагат предимството на единичен мрежов интерфейс за много I/O точки, като при това се съхранява възможността за поставяне на I/O модули между механичните ограничения. Особености при мрежите Нуждата от промишлен Ethernet бързо нараства по причини от търговски и технически характер. От търговска гледна точка технологичните разходи за Ethernet са значително намалели, като интегрираният Ethernet за широко разпространените устройства в производствените зони вече е по-достъпен. Въвеждането на продукти за инфраструктурен промишлен Ethernet осигурява мащаба, надеждността и ремонтнопригодността, необходими за инсталирането и поддръжката на големи устройства заEthernetмрежи за контрол в заводите. Техническите характеристики на Ethernet продължават да се развиват и разширяват и сега включват нови технологии, като например безжична свързаност, както и повишаване на производителността чрез по-високата скорост на предаване на данни - от 10 Mbps до 10 Gbps. Повечето промишлени мрежи имат скорост от 128 Kbps до 512 K, а в някои случаи 12 mbps. Индустриалните Ethernet приложения работят в диапазона от 10 Mbps до 100 Mps, осигурявайки висока пропускателна способност за големи обеми от данни. Те също така се разширяват и във функционалните области като т.нар. автоматична настройка между устройствата, резервиране, протоколи за филтриране за съобщения, които намаляват мрежовия трафик и увеличават производителността. Движението на информация през или между системите за контрол, производствените клетки и производствени линии изисква значително по-малко усилия при използване на Ethernet, в сравнение с традиционната схема от индивидуални Fieldbus мрежи. Ethernet позволява хиляди устройства да бъдат свързани помежду си в една и съща мрежа. Основните промишлени мрежи осигуряват ограничен набор от свързани устройства: 32, 64, 128 или максимум 256 устройства, в зависимост от вида на мрежата. Системите за управление преодоляват това като създават индивидуални мрежи, контролирани от PLC устройства. Отделно PLC-та се свързват, използвайки същата промишлена мрежа или мрежа от повисоко ниво. За прехвърляне на данни през отделните мрежи се изисква отделно програмиране на комуникацията, а в някои случаи различно мрежово структурно окабеляване. Големият капацитет на Ethernet за устройства и данни позволява всички устройства да бъдат свързани в една мрежа. В сравнение с промишлените мрежи, в една и съща Ethernet мрежа могат да бъдат предавани едновременно различни комуникационни протоколи. Това позволява устройства от различни доставчици, които използват различни протоколи, да бъдат свързвани с един и същи кабел, което елиминира нуждата от работа с няколко различни мрежови кабела. Понастоящем предприятията могат да поддържат различни мрежи. В допълнение към частните дистанционни I/O мрежи за данни, различни промишлени мрежи могат да бъдат използвани по различни производствени линии или зони на предприятията. Всяка промишлена мрежа има различна инсталация, правила за окабеляване и различна диагностика. Това може да доведе до поголяма нужда от обучение на персонала по поддръжката и може да стане причина за по-дълго време на престой на мрежата. Приложение на промишления Ethernet Има редица стандартизирани протоколи за контрол за промишлен Ethernet, които могат да бъдат приложени, за да се контролират I/O устройства с време на реагиране от десетки и даже единици милисекунди. Популярни протоколи са Modbus TCP, Ethernet/IP, и PROFINET. За високи нива на ефективност обикновено са нужни функции за филтриране на съобщенията. Функциите за филтриране са различни в зависимост от това какви I/O протоколи за контрол се използват. Асоциацията по стандартизиране ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) препоръчва използването на функция IGMP Snooping, която филтрира нежеланите групови съобщения, за постигане на най-голяма ефективност на Ethernet/IP. Функцията Quality of Service, която позволява да бъдат поставени приоритети в предаването на информацията от различните устройства, се препоръчва за приложения в PROFINET, изискващи висока производителност. Появяват се нови разширения за протоколи, които позволяват координирано движение в Ethernet. Те осигуряват времена за реакция от порядъка на милисекунди и трептене (разлика във времето на обновяване) по-малко от 1ms, но изискват допълнителни функции, като напри-

RkJQdWJsaXNoZXIy Mzc3Mjk=