Mạng truyền thông công nghiệp là xương sống cho ngẫu nhiên kiến trúc hệ thống tự động hóa nào vì chưng nó sẽ được hỗ trợ một phương tiện đi lại trao đổi dữ liệu mạnh mẽ, khả năng kiểm soát dữ liệu với tính linh hoạt nhằm kết nối các thiết bị khác nhau. Với việc sử dụng các mạng truyền thông media kỹ thuật số độc quyền trong số ngành công nghiệp trong thập kỷ qua đang dẫn đến nâng cấp tính chính xác và toàn diện tín hiệu hiện đại số đầu cuối.
Mạng media công nghiệp - Industrial Communication Network là gì?Truyền thông tài liệu đề cập cho việc biến đổi thông tin hoặc dữ liệu, chủ yếu ở định dạng kỹ thuật số từ đồ vật phát sang thứ thu thông qua 1 liên kết (có thể là dây đồng, cáp đồng trục, cáp quang hoặc ngẫu nhiên phương tiện nào khác) liên kết hai đồ vật này.Các mạng truyền thông truyền thống được thực hiện để chất nhận được truyền tài liệu giữa các máy tính, máy tính xách tay và các thiết bị nước ngoài vi của chính nó và các thiết bị khác. Mặt khác, mạng truyền thông media công nghiệp là 1 trong những loại mạng đặc biệt quan trọng được thực hiện để xử lý kiểm soát điều hành thời gian thực và toàn diện dữ liệu trong môi trường khắc nghiệt bên trên các setup lớn.Các ví dụ về mạng truyền thông công nghiệp bao gồm Ethernet, DeviceNet, Modbus, ControlNet, v.v.Ba chính sách kiểm soát đặc biệt quan trọng được áp dụng trong lĩnh vực tự động hóa hóa công nghiệp bao gồm: Bộ điều khiển và tinh chỉnh logic lập trình sẵn (PLC-Programmable súc tích Controllers), Điều khiển đo lường và thống kê và thu thập dữ liệu (SCADA-Supervisory Control and Data Acquisition) và hệ thống điều khiển phân tán (DCS-Distributed Control System). Toàn bộ các thành tố này tiếp xúc với các máy đo ở hiện trường, vật dụng trường thông minh, máy tính xách tay điều khiển giám sát, bộ điều khiển I/O phân tán và bối cảnh HMI.Để cung cấp kết nối giữa những thiết bị này cùng cũng để được cho phép giao tiếp giữa chúng, cần có một hệ thống giao tiếp mạnh mẽ và tác dụng hơn. Chúng khác biệt đáng kể so với các mạng lưới nhà máy sản xuất truyền thống. Các mạng công nghiệp này tạo ra thành một bé đường giao tiếp giữa các thiết bị hiện trường, bộ điều khiển và tinh chỉnh và PC.
Các phương tiện truyền dẫn nhằm truyền dữ liệu và biểu đạt điều khiển rất có thể là có dây hoặc không dây. Trong trường hòa hợp truyền dẫn bao gồm dây, cáp được sử dụng có thể là một cặp xoắn, cáp đồng trục hoặc sợi quang. Từng cáp mạng có các đặc tính năng lượng điện riêng của nó rất có thể ít hoặc phù hợp hơn với một số loại mạng hoặc môi trường thiên nhiên cụ thể. Vào trường phù hợp truyền dẫn ko dây, media được tiến hành thông qua sóng radio.Fieldbus là một mạng khu vực điều khiển tổng thể được áp dụng cho các hệ thống điều khiển phân tán thời hạn thực trong các khối hệ thống công nghiệp tự động phức tạp. Nó là 1 trong liên kết media kỹ thuật số đa điểm hai chiều giữa những bộ tinh chỉnh và điều khiển và những thiết bị trường sáng ý như cảm ứng thông minh/bộ truyền động/bộ đưa đổi. Nó cố gắng thế khối hệ thống truyền thông điểm-điểm thông thường bao hàm nhiều cặp dây bằng với số lượng thiết bị hiện tại trường. Trong những khi đó với khối hệ thống fieldbus, hai dây là đầy đủ cho những thiết bị thuộc và một phân đoạn. Tác dụng là giúp tiết kiệm ngân sách và chi phí lượng béo dây cáp và về tối ưu đưa ra phí. Profibus và Foundation Field Bus là hai công nghệ fieldbus giai cấp nhất được áp dụng trong lĩnh vực tự động hoá quy trình.Cấp bậc phân cấp cho trong mạng truyền thông công nghiệpTrong ngành công nghiệp chế tạo hoặc quy trình, tin tức hoặc luồng tài liệu từ cung cấp trường đến cấp quản lý-vận hành (từ bên dưới lên trên) với ngược lại. Những cấp độ khác biệt phải xử lý những yêu cầu khác biệt của một cấp chũm thể. Bởi vì vậy, cụ thể là không tồn tại yêu cầu địa chỉ mạng truyền thông duy nhất cần thiết cho từng cấp. Bởi đó các cấp độ khác nhau rất có thể sử dụng mạng khác nhau dựa trên các yêu ước như khối lượng dữ liệu, truyền dữ liệu, bảo mật dữ liệu, v.v. Dựa vào chức năng, mạng truyền thông công nghiệp được phân thành ba cấp độ chung được bàn luận dưới đây.
Phân cần yếu bị - Device Level:Mức thấp duy nhất này bao gồm các vật dụng tại hiện trường như cảm biến và bộ truyền hễ của các quá trình và máy móc. Trọng trách của lever này là chuyển tin tức giữa các thiết bị này và các thành phần quá trình kỹ thuật như PLC. Việc chuyển giao thông tin có thể là nghệ thuật số, analog hoặc lai. Các giá trị đo được có thể tồn trên trong thời gian dài hoặc qua một khoảng thời hạn ngắn.Để tin báo liên lạc phân cung cấp ở hiện trường, mẫu lặp 4-20 mA, những giao thức liên hệ điểm-điểm được sử dụng rộng rãi. Những mạng này bao gồm các các loại cáp tuy nhiên song, đa dây làm phương tiện truyền dẫn. Các chuẩn chỉnh giao thức truyền thông media nối tiếp thông dụng được sử dụng ở cấp độ này bao gồm RS232, RS422 cùng RS485. Có không ít mạng media cấp ngôi trường khác gồm sẵn được tế bào tả các yếu tố khác nhau như thời gian phản hồi, size tin nhắn, v.v.Ngày nay, công nghệ fieldbus là mạng truyền thông tinh vi tốt nhất được áp dụng ở lever hiện trường vì chưng nó tạo đk cho việc kiểm soát phân tán giữa các thiết bị cùng bộ tinh chỉnh trường tối ưu khác nhau. Đây là một hệ thống truyền thông hai chiều trong đó nhiều trở nên được quan lại tâm bằng phương pháp truyền đơn. Những loại fieldbus khác nhau bao gồm HART, ControlNet, DeviceNet, CAN Bus, Profibus và Foundation Fieldbus.Phân cấp cho điều khiển- Control Level:Cấp này bao gồm các bộ điều khiển và tinh chỉnh công nghiệp như PLC, những đơn vị tinh chỉnh phân tán với các khối hệ thống máy tính. Trách nhiệm của lever này bao gồm cấu hình các thiết bị tự động hóa, tải tài liệu chương trình cùng xử lý dữ liệu biến, điều chỉnh biến số, điều hành và kiểm soát giám sát, hiển thị dữ liệu biến bên trên HMI, tàng trữ lịch sử, v.v. Do vậy cấp tinh chỉnh yêu cầu những đặc tính như thời gian đáp ứng ngắn, truyền dẫn vận tốc cao, độ dài dữ liệu ngắn, nhất quán hóa máy, sử dụng liên tục các tài liệu quan trọng, v.v.Mạng toàn thể (LAN) được sử dụng rộng rãi như những mạng media ở cấp độ này nhằm đạt được những đặc tính hy vọng muốn. Ethernet cùng với giao thức TCP/IP đa phần được sử dụng như mạng mức tinh chỉnh và điều khiển để kết nối các đơn vị tinh chỉnh và điều khiển với lắp thêm tính. Ngoài ra, mạng này vận động như một bus điều khiển để kết hợp và đồng nhất hóa giữa những bộ tinh chỉnh khác nhau. Một vài fieldbus cũng rất được sử dụng tại mức này như các bus điều khiển chẳng hạn như Profibus và ControlNet.Phân cấp dữ liệu- Information Level:Đây là cấp tối đa của hệ thống tự động hóa công nghiệp tập hợp thông tin từ các cấp độ rẻ hơn, ví dụ như cấp điều khiển. Nó xử lý cân nặng lớn tài liệu không được sử dụng tiếp tục hay giới hạn thời gian. Những mạng lưới quy mô mập tồn trên ở cấp độ này. Vị vậy, những WAN Ethernet thường được áp dụng như những mạng mức thông tin để lập mưu hoạch nhà máy và trao đổi tin tức quản lý. Đôi khi những mạng này hoàn toàn có thể kết nối với các mạng công nghiệp khác trải qua cácgateway.Các mạng công nghiệp thường xuyên được sử dụngCó các mạng truyền thông media khác nhau có phong cách thiết kế để kết nối những thiết bị hiện tại trường công nghiệp và những mô-đun I/O không giống nhau. Bọn chúng được biểu đạt dựa trên những giao thức tuyệt nhất định. Giao thức là 1 trong tập hợp các quy tắc được áp dụng trong tiếp xúc giữa nhị hoặc những thiết bị. Dựa trên các giao thức này, những mạng truyền thông media được phân loại thành các loại. Một số tiêu chuẩn chỉnh truyền thông công nghiệp thịnh hành và thông dụng được trình bày dưới đây.Truyền thông nối tiếp- Serial CommunicationGiao thức nối liền là hệ thống tiếp xúc cơ phiên bản được hỗ trợ cho hầu hết bộ điều khiển và tinh chỉnh như PLC. Giao thức này được thực hiện bằng cách sử dụng các tiêu chuẩn giao thức như RS232, RS422 với RS485. Trường đoản cú viết tắt RS là viết tắt củaRecommended Standard -Tiêu chuẩn chỉnh được khuyến cáo trong đó khẳng định các điểm sáng truyền thông tiếp liền về các mặt điện, cơ khí và thiên tài thực tế.Các giao diện truyền thông nối tiếp được tích hòa hợp vào CPU hoặc mô-đun xử lý (xem xét, cho 1 bộ tinh chỉnh logic lập trình- Programmable xúc tích Controller) hoặc nó hoàn toàn có thể là một mô-đun giao tiếp riêng biệt. Những giao diện RS này hầu hết được áp dụng để truyền dữ liệu một cách hợp lý với vận tốc dữ liệu cao giữa PLC và thiết bị tự xa. Đầu phát âm mã vạch,operator terminals và khối hệ thống thị giác là phần lớn ví dụ về những giao diện này.
Giao thức nối tiếp RS-232 được thiết kế để cung cấp một bộ phát và một bộ thu và vì thế nó hỗ trợ liên lạc thân một bộ tinh chỉnh và điều khiển và một máy tính. Chiều nhiều năm cáp về tối đa phải lên tới mức 50 feet. Tiêu chuẩn giao tiếp nối liền RS 422 (1Tx, 10 Rx) cùng RS485 (32Tx, 32 Rx) có phong cách thiết kế để giao tiếp giữa một máy vi tính và nhiều bộ điều khiển. Các tiêu chuẩn chỉnh này được số lượng giới hạn ở độ nhiều năm 1650 feet (trong trường hợp RS422) với 650 feet (trong trường thích hợp RS485).HARTNó là 1 trong từ viết tắt mang lại Đầu dò từ bỏ xa rất có thể định vị add (Highway Addressable Remote Transducer). Nó là một trong những giao thức mạng điều khiển quy trình mở, ông chồng chất tín hiệu truyền thông kỹ thuật số lên đầu các tín hiệu 4-20mA bằng cách sử dụng kỹ thuậtBell 202 Frequency Shift Keying (FSK).Đây là mạng truyền thông duy nhất tạo thành điều kiện cho cả truyền thông kỹ thuật sốhai chiều và analog cùng một lúc bằng cùng một hệ thống dây điện, và vì chưng đó những mạng này cũng được gọi là mạng lai. Dấu hiệu số này được call là biểu lộ HART mang tin tức chẩn đoán, thông số kỹ thuật thiết bị, hiệu chuẩn chỉnh và những phép đo quy trình bổ sung khác.
Mạng HART vận động ở chế độ điểm-điểm hoặc nhiều điểm. Trong chính sách điểm-điểm, biểu hiện dòng 4-20 mA được thực hiện để điều khiển quy trình trong khi biểu hiện HART vẫn ko bị hình ảnh hưởng. Mạng nhiều điểm HART được thực hiện khi những thiết bị được đặt giải pháp nhau nghỉ ngơi diện rộng. Những thiết bị trường tuyệt vời đa phát triển thành số cân xứng HART được sử dụng thoáng rộng trong các ngành công nghiệp. Mạng truyền thông media HART chủ yếu được sử dụng trong số ứng dụng SCADA.DeviceNetĐây là 1 mạng phân cần thiết bị mở dựa trên technology CAN. Nó có thiết kế để giao tiếp các thiết bị cung cấp trường (chẳng hạn như cảm biến, công tắc, đầu hiểu mã vạch, màn hình hiển thị bảng điều khiển, vv) với bộ điều khiển mức cao hơn (như PLC) với sự đồng ý duy tốt nhất của giao thức CAN cơ bản. Nó rất có thể hỗ trợ lên tới 64 node và cung cấp lên cho tổng 2048 thiết bị.Nó có tác dụng giảm giá cả mạng lưới bằng phương pháp tích hợp toàn bộ các lắp thêm trên cáp bốn dây với cả dữ liệu và dẫn mối cung cấp điện. Nguồn điện áp trên mạng lưới chất nhận được các đồ vật được cấp cho nguồn trực tiếp từ khối hệ thống và do đó nó làm cho giảm các điểm liên kết vật lý. Mạng lưới này được sử dụng thịnh hành trong ngành công nghiệp ô tô và chào bán dẫn.
ControlNetNó là 1 mạng điều khiển và tinh chỉnh mở, thực hiện Giao thức công nghiệp chung (CIP) nhằm kết hợp chức năng của mạng ngang hàng và mạng I/O bằng phương pháp cung cấp hiệu suất vận tốc cao. Mạng này là sự phối kết hợp của Data Highway Plus (DH +) và I/O từ xa. Nó được sử dụng để truyền dữ liệu thời hạn thực của dữ liệutime-critical cùng non time-critical giữa những I/O hoặc những bộ vi cách xử lý trên và một mạng lưới.Nó có thể giao tiếp lên đến mức tối đa 99 node với tốc độ truyền dữ liệu là 5 triệu bit từng giây. Nó được thiết kế để thực hiện trên cả cần yếu bị và cung cấp trường của hệ thống tự động hóa công nghiệp. Nó cung ứng phương tiện truyền thông media và dự phòng truyền thông ở toàn bộ các node của mạng.
ModbusNó là một trong những giao thức khối hệ thống mở hoàn toàn có thể chạy trên nhiều lớp thiết bị lý không giống nhau. Nó là giao thức được sử dụng rộng thoải mái nhất trong những ứng dụng tinh chỉnh công nghiệp. Nó là 1 kỹ thuật giao tiếp nối tiếp hỗ trợ mối quan hệ master/slave để giao tiếp giữa những thiết bị được kết nối trên mạng. Nó có thể được thực hiện trên ngẫu nhiên phương luôn thể truyền dẫn nào, tuy vậy thường được sử dụng với RS232 cùng RS485.
Modbus tiếp nối với RS232 hoặc RS485 (như các lớp thứ lý) tạo điều kiện kết nối những thiết bị Modbus cùng với bộ điều khiển và tinh chỉnh (chẳng hạn như PLC) trong kết cấu bus. Nó hoàn toàn có thể giao tiếp giữamột master và một số lượng slave lên đến 247 với vận tốc truyền dữ liệu 19,2 kbits/s.Một phiên bạn dạng mới rộng của Modbus TCP/IP sử dụng Ethernet làm cho lớp đồ lý tạo đk trao đổi dữ liệu giữa các PLC trong những mạng khác nhau. Không rành mạch loại mạng đồ vật lý, nó tạo đk cho phương thức truy vấn và điều khiển một thiết bị bởi một sản phẩm khác.ProfibusNó là trong những mạng trường mở rộng được nghe biết và được thực hiện rộng rãi. Những mạng này đa số được thực hiện trong quá trình tự động hóa hoá và các lĩnh vực auto hóa đơn vị máy. Nó cân xứng nhất cho các nhiệm vụ giao tiếp phức tạp và các ứng dụng time-critical.Có bố phiên bản Profibus khác nhau, Profibus-DP (Decentralized Periphery - trang bị ngoại vi phân cấp), Profibus-PA (Process Automation-Tự rượu cồn hóa vượt trình) và Profibus-FMS(Fieldbus Message Specification - Đặc tả thông điệp Fieldbus).
Profibus-DP là một chuẩn truyền thông fieldbus mở sử dụng tiếp xúc master/slave giữa những thiết bị mạng. Nó sử dụng technology truyền dẫn cáp quang đãng RS485 hoặc media vật lý. Nó được sử dụng hầu hết để cung cấp thông tin liên lạc giữa những bộ điều khiển và tinh chỉnh và I/O phân tán ở thiết yếu bị.Profibus-PA được thiết kế theo phong cách đặc biệt cho quá trình tự động hóa. Những mạng Profibus-PA được đề xuất sử dụng trong những khu vực bình yên nội tại. Những mạng này có thể chấp nhận được các cảm biến, bộ truyền hễ và bộ tinh chỉnh và điều khiển kết nối với 1 bus bình thường duy nhất, cung cấp truyền thông dữ liệu và cấp nguồn mang đến bus. Những mạng này sử dụng lớp đồ gia dụng lý của Manchester Bus Powered (MBP) dựa trên tiêu chuẩn chỉnh quốc tế IEC 61158-2.
Profibus-FMS là một trong định dạng tin nhắn đa phương tiện hoặc ngang hàng, có thể chấp nhận được các bộ master tiếp xúc với nhau. Nó là một giải pháp mục đích chung triển khai các nhiệm vụ tiếp xúc ở cấp độ điều khiển, đặc biệt là trong phân mức nhỏ tế bào để sản xuất điều kiện tiếp xúc giữa các laptop chủ - Master PCs.Phổ thay đổi nhất FMS và DP được áp dụng đồng thời trong chính sách COMBI vào trường đúng theo PLC đang rất được sử dụng kết hợp với PC. Trong trường đúng theo này, master chính tiếp xúc với master thiết bị cấp trải qua FMS trong lúc DP truyền dữ liệu điều khiển và tinh chỉnh trên cùng một mạng tới những thiết bị I/O.Foundation FieldbusNó là một chuẩn chỉnh fieldbus mở có phong cách thiết kế đặc biệt để đáp ứng nhu cầu đặc trưng của sứ mệnh trong môi trường thiên nhiên có tính chất an toàn. Nó là 1 trong những loại mạng LAN cho các thiết bị tương hợp fieldbus cùng bộ tinh chỉnh được sử dụng trong số ngành công nghiệp cung cấp và chế biến. Đây là chuẩn chỉnh giao thức số hai chiều, được xác định bởi tiêu chuẩn an toàn IEC 61158-2 (đối với FF H1) và tương hợp với trang bị Ethernet (trong trường đúng theo FF HSE). Tía loại mạng FF bao hàm H1 vận tốc thấp, tốc độ cao H2 và vận tốc cao Ethernet HSE.
Mạng H1 cung cấp tốc độ 31,25 kbps. Bao gồm hai tốc độ được hỗ trợ bởi mạng H2, sẽ là 1,0 Mbps với 2,5 Mbps. Mạng HSE hỗ trợ tốc độ 10 hoặc 100 Mbps vì chưng nó thực hiện giao thức Ethernet.
Author: chuyên môn Lý Thú
Bạn đang xem: 1
Các mạng này rất có thể là LAN (Local Area Network - Mạng viên bộ, được sử dụng trong một quanh vùng hạn chế) hoặc WAN (Wide Area Network - Mạng diện rộng lớn được thực hiện làm khối hệ thống toàn cầu) chất nhận được truyền tải một lượng to dữ liệu bằng phương pháp sử dụng một trong những lượng kênh hạn chế. Nó cũng dẫn cho việc tiến hành các giao thức truyền thông không giống nhau giữa những bộ tinh chỉnh và điều khiển kỹ thuật số, sản phẩm công nghệ hiện trường, các công cụ ứng dụng liên quan đến tự động hóa khác biệt và các khối hệ thống bên ngoài.Khi những hệ thống auto hóa công nghiệp trở nên phức tạp và lớn với rất nhiều thiết bị tự động hóa bên trên nền tảng tinh chỉnh thì ngày nay nó tất cả xu hướng hướng tới các tiêu chuẩn chỉnh kết nối hệ thống mở (OSI-Open Systems Interconnection) cho phép kết nối và giao tiếp với bất kỳ thành phần của thiết bị tự động hóa nào không phụ thuộc vào bên sản xuất.Với những hiện đại trong công nghệ kỹ thuật số, technology fieldbus hiện nay đang thống trị lĩnh vực auto hóa vị nó cung cấp phương tiện media đa điểm giúp tiết kiệm chi tiêu và tiết kiệm ngân sách cáp truyền thông. Sau đó là tổng quan về một trong những mạng truyền thông công nghiệp vào vai trò quan trọng trong các hệ thống kiểm soát công nghiệp ngày nay.Mạng media công nghiệp - Industrial Communication Network là gì?Truyền thông tài liệu đề cập cho việc biến đổi thông tin hoặc dữ liệu, chủ yếu ở định dạng kỹ thuật số từ đồ vật phát sang thứ thu thông qua 1 liên kết (có thể là dây đồng, cáp đồng trục, cáp quang hoặc ngẫu nhiên phương tiện nào khác) liên kết hai đồ vật này.Các mạng truyền thông truyền thống được thực hiện để chất nhận được truyền tài liệu giữa các máy tính, máy tính xách tay và các thiết bị nước ngoài vi của chính nó và các thiết bị khác. Mặt khác, mạng truyền thông media công nghiệp là 1 trong những loại mạng đặc biệt quan trọng được thực hiện để xử lý kiểm soát điều hành thời gian thực và toàn diện dữ liệu trong môi trường khắc nghiệt bên trên các setup lớn.Các ví dụ về mạng truyền thông công nghiệp bao gồm Ethernet, DeviceNet, Modbus, ControlNet, v.v.Ba chính sách kiểm soát đặc biệt quan trọng được áp dụng trong lĩnh vực tự động hóa hóa công nghiệp bao gồm: Bộ điều khiển và tinh chỉnh logic lập trình sẵn (PLC-Programmable súc tích Controllers), Điều khiển đo lường và thống kê và thu thập dữ liệu (SCADA-Supervisory Control and Data Acquisition) và hệ thống điều khiển phân tán (DCS-Distributed Control System). Toàn bộ các thành tố này tiếp xúc với các máy đo ở hiện trường, vật dụng trường thông minh, máy tính xách tay điều khiển giám sát, bộ điều khiển I/O phân tán và bối cảnh HMI.Để cung cấp kết nối giữa những thiết bị này cùng cũng để được cho phép giao tiếp giữa chúng, cần có một hệ thống giao tiếp mạnh mẽ và tác dụng hơn. Chúng khác biệt đáng kể so với các mạng lưới nhà máy sản xuất truyền thống. Các mạng công nghiệp này tạo ra thành một bé đường giao tiếp giữa các thiết bị hiện trường, bộ điều khiển và tinh chỉnh và PC.
Các phương tiện truyền dẫn nhằm truyền dữ liệu và biểu đạt điều khiển rất có thể là có dây hoặc không dây. Trong trường hòa hợp truyền dẫn bao gồm dây, cáp được sử dụng có thể là một cặp xoắn, cáp đồng trục hoặc sợi quang. Từng cáp mạng có các đặc tính năng lượng điện riêng của nó rất có thể ít hoặc phù hợp hơn với một số loại mạng hoặc môi trường thiên nhiên cụ thể. Vào trường phù hợp truyền dẫn ko dây, media được tiến hành thông qua sóng radio.Fieldbus là một mạng khu vực điều khiển tổng thể được áp dụng cho các hệ thống điều khiển phân tán thời hạn thực trong các khối hệ thống công nghiệp tự động phức tạp. Nó là 1 trong liên kết media kỹ thuật số đa điểm hai chiều giữa những bộ tinh chỉnh và điều khiển và những thiết bị trường sáng ý như cảm ứng thông minh/bộ truyền động/bộ đưa đổi. Nó cố gắng thế khối hệ thống truyền thông điểm-điểm thông thường bao hàm nhiều cặp dây bằng với số lượng thiết bị hiện tại trường. Trong những khi đó với khối hệ thống fieldbus, hai dây là đầy đủ cho những thiết bị thuộc và một phân đoạn. Tác dụng là giúp tiết kiệm ngân sách và chi phí lượng béo dây cáp và về tối ưu đưa ra phí. Profibus và Foundation Field Bus là hai công nghệ fieldbus giai cấp nhất được áp dụng trong lĩnh vực tự động hoá quy trình.Cấp bậc phân cấp cho trong mạng truyền thông công nghiệpTrong ngành công nghiệp chế tạo hoặc quy trình, tin tức hoặc luồng tài liệu từ cung cấp trường đến cấp quản lý-vận hành (từ bên dưới lên trên) với ngược lại. Những cấp độ khác biệt phải xử lý những yêu cầu khác biệt của một cấp chũm thể. Bởi vì vậy, cụ thể là không tồn tại yêu cầu địa chỉ mạng truyền thông duy nhất cần thiết cho từng cấp. Bởi đó các cấp độ khác nhau rất có thể sử dụng mạng khác nhau dựa trên các yêu ước như khối lượng dữ liệu, truyền dữ liệu, bảo mật dữ liệu, v.v. Dựa vào chức năng, mạng truyền thông công nghiệp được phân thành ba cấp độ chung được bàn luận dưới đây.
Phân cần yếu bị - Device Level:Mức thấp duy nhất này bao gồm các vật dụng tại hiện trường như cảm biến và bộ truyền hễ của các quá trình và máy móc. Trọng trách của lever này là chuyển tin tức giữa các thiết bị này và các thành phần quá trình kỹ thuật như PLC. Việc chuyển giao thông tin có thể là nghệ thuật số, analog hoặc lai. Các giá trị đo được có thể tồn trên trong thời gian dài hoặc qua một khoảng thời hạn ngắn.Để tin báo liên lạc phân cung cấp ở hiện trường, mẫu lặp 4-20 mA, những giao thức liên hệ điểm-điểm được sử dụng rộng rãi. Những mạng này bao gồm các các loại cáp tuy nhiên song, đa dây làm phương tiện truyền dẫn. Các chuẩn chỉnh giao thức truyền thông media nối tiếp thông dụng được sử dụng ở cấp độ này bao gồm RS232, RS422 cùng RS485. Có không ít mạng media cấp ngôi trường khác gồm sẵn được tế bào tả các yếu tố khác nhau như thời gian phản hồi, size tin nhắn, v.v.Ngày nay, công nghệ fieldbus là mạng truyền thông tinh vi tốt nhất được áp dụng ở lever hiện trường vì chưng nó tạo đk cho việc kiểm soát phân tán giữa các thiết bị cùng bộ tinh chỉnh trường tối ưu khác nhau. Đây là một hệ thống truyền thông hai chiều trong đó nhiều trở nên được quan lại tâm bằng phương pháp truyền đơn. Những loại fieldbus khác nhau bao gồm HART, ControlNet, DeviceNet, CAN Bus, Profibus và Foundation Fieldbus.Phân cấp cho điều khiển- Control Level:Cấp này bao gồm các bộ điều khiển và tinh chỉnh công nghiệp như PLC, những đơn vị tinh chỉnh phân tán với các khối hệ thống máy tính. Trách nhiệm của lever này bao gồm cấu hình các thiết bị tự động hóa, tải tài liệu chương trình cùng xử lý dữ liệu biến, điều chỉnh biến số, điều hành và kiểm soát giám sát, hiển thị dữ liệu biến bên trên HMI, tàng trữ lịch sử, v.v. Do vậy cấp tinh chỉnh yêu cầu những đặc tính như thời gian đáp ứng ngắn, truyền dẫn vận tốc cao, độ dài dữ liệu ngắn, nhất quán hóa máy, sử dụng liên tục các tài liệu quan trọng, v.v.Mạng toàn thể (LAN) được sử dụng rộng rãi như những mạng media ở cấp độ này nhằm đạt được những đặc tính hy vọng muốn. Ethernet cùng với giao thức TCP/IP đa phần được sử dụng như mạng mức tinh chỉnh và điều khiển để kết nối các đơn vị tinh chỉnh và điều khiển với lắp thêm tính. Ngoài ra, mạng này vận động như một bus điều khiển để kết hợp và đồng nhất hóa giữa những bộ tinh chỉnh khác nhau. Một vài fieldbus cũng rất được sử dụng tại mức này như các bus điều khiển chẳng hạn như Profibus và ControlNet.Phân cấp dữ liệu- Information Level:Đây là cấp tối đa của hệ thống tự động hóa công nghiệp tập hợp thông tin từ các cấp độ rẻ hơn, ví dụ như cấp điều khiển. Nó xử lý cân nặng lớn tài liệu không được sử dụng tiếp tục hay giới hạn thời gian. Những mạng lưới quy mô mập tồn trên ở cấp độ này. Vị vậy, những WAN Ethernet thường được áp dụng như những mạng mức thông tin để lập mưu hoạch nhà máy và trao đổi tin tức quản lý. Đôi khi những mạng này hoàn toàn có thể kết nối với các mạng công nghiệp khác trải qua cácgateway.Các mạng công nghiệp thường xuyên được sử dụngCó các mạng truyền thông media khác nhau có phong cách thiết kế để kết nối những thiết bị hiện tại trường công nghiệp và những mô-đun I/O không giống nhau. Bọn chúng được biểu đạt dựa trên những giao thức tuyệt nhất định. Giao thức là 1 trong tập hợp các quy tắc được áp dụng trong tiếp xúc giữa nhị hoặc những thiết bị. Dựa trên các giao thức này, những mạng truyền thông media được phân loại thành các loại. Một số tiêu chuẩn chỉnh truyền thông công nghiệp thịnh hành và thông dụng được trình bày dưới đây.Truyền thông nối tiếp- Serial CommunicationGiao thức nối liền là hệ thống tiếp xúc cơ phiên bản được hỗ trợ cho hầu hết bộ điều khiển và tinh chỉnh như PLC. Giao thức này được thực hiện bằng cách sử dụng các tiêu chuẩn giao thức như RS232, RS422 với RS485. Trường đoản cú viết tắt RS là viết tắt củaRecommended Standard -Tiêu chuẩn chỉnh được khuyến cáo trong đó khẳng định các điểm sáng truyền thông tiếp liền về các mặt điện, cơ khí và thiên tài thực tế.Các giao diện truyền thông nối tiếp được tích hòa hợp vào CPU hoặc mô-đun xử lý (xem xét, cho 1 bộ tinh chỉnh logic lập trình- Programmable xúc tích Controller) hoặc nó hoàn toàn có thể là một mô-đun giao tiếp riêng biệt. Những giao diện RS này hầu hết được áp dụng để truyền dữ liệu một cách hợp lý với vận tốc dữ liệu cao giữa PLC và thiết bị tự xa. Đầu phát âm mã vạch,operator terminals và khối hệ thống thị giác là phần lớn ví dụ về những giao diện này.
Giao thức nối tiếp RS-232 được thiết kế để cung cấp một bộ phát và một bộ thu và vì thế nó hỗ trợ liên lạc thân một bộ tinh chỉnh và điều khiển và một máy tính. Chiều nhiều năm cáp về tối đa phải lên tới mức 50 feet. Tiêu chuẩn giao tiếp nối liền RS 422 (1Tx, 10 Rx) cùng RS485 (32Tx, 32 Rx) có phong cách thiết kế để giao tiếp giữa một máy vi tính và nhiều bộ điều khiển. Các tiêu chuẩn chỉnh này được số lượng giới hạn ở độ nhiều năm 1650 feet (trong trường hợp RS422) với 650 feet (trong trường thích hợp RS485).HARTNó là 1 trong từ viết tắt mang lại Đầu dò từ bỏ xa rất có thể định vị add (Highway Addressable Remote Transducer). Nó là một trong những giao thức mạng điều khiển quy trình mở, ông chồng chất tín hiệu truyền thông kỹ thuật số lên đầu các tín hiệu 4-20mA bằng cách sử dụng kỹ thuậtBell 202 Frequency Shift Keying (FSK).Đây là mạng truyền thông duy nhất tạo thành điều kiện cho cả truyền thông kỹ thuật sốhai chiều và analog cùng một lúc bằng cùng một hệ thống dây điện, và vì chưng đó những mạng này cũng được gọi là mạng lai. Dấu hiệu số này được call là biểu lộ HART mang tin tức chẩn đoán, thông số kỹ thuật thiết bị, hiệu chuẩn chỉnh và những phép đo quy trình bổ sung khác.
Mạng HART vận động ở chế độ điểm-điểm hoặc nhiều điểm. Trong chính sách điểm-điểm, biểu hiện dòng 4-20 mA được thực hiện để điều khiển quy trình trong khi biểu hiện HART vẫn ko bị hình ảnh hưởng. Mạng nhiều điểm HART được thực hiện khi những thiết bị được đặt giải pháp nhau nghỉ ngơi diện rộng. Những thiết bị trường tuyệt vời đa phát triển thành số cân xứng HART được sử dụng thoáng rộng trong các ngành công nghiệp. Mạng truyền thông media HART chủ yếu được sử dụng trong số ứng dụng SCADA.DeviceNetĐây là 1 mạng phân cần thiết bị mở dựa trên technology CAN. Nó có thiết kế để giao tiếp các thiết bị cung cấp trường (chẳng hạn như cảm biến, công tắc, đầu hiểu mã vạch, màn hình hiển thị bảng điều khiển, vv) với bộ điều khiển mức cao hơn (như PLC) với sự đồng ý duy tốt nhất của giao thức CAN cơ bản. Nó rất có thể hỗ trợ lên tới 64 node và cung cấp lên cho tổng 2048 thiết bị.Nó có tác dụng giảm giá cả mạng lưới bằng phương pháp tích hợp toàn bộ các lắp thêm trên cáp bốn dây với cả dữ liệu và dẫn mối cung cấp điện. Nguồn điện áp trên mạng lưới chất nhận được các đồ vật được cấp cho nguồn trực tiếp từ khối hệ thống và do đó nó làm cho giảm các điểm liên kết vật lý. Mạng lưới này được sử dụng thịnh hành trong ngành công nghiệp ô tô và chào bán dẫn.
ControlNetNó là 1 mạng điều khiển và tinh chỉnh mở, thực hiện Giao thức công nghiệp chung (CIP) nhằm kết hợp chức năng của mạng ngang hàng và mạng I/O bằng phương pháp cung cấp hiệu suất vận tốc cao. Mạng này là sự phối kết hợp của Data Highway Plus (DH +) và I/O từ xa. Nó được sử dụng để truyền dữ liệu thời hạn thực của dữ liệutime-critical cùng non time-critical giữa những I/O hoặc những bộ vi cách xử lý trên và một mạng lưới.Nó có thể giao tiếp lên đến mức tối đa 99 node với tốc độ truyền dữ liệu là 5 triệu bit từng giây. Nó được thiết kế để thực hiện trên cả cần yếu bị và cung cấp trường của hệ thống tự động hóa công nghiệp. Nó cung ứng phương tiện truyền thông media và dự phòng truyền thông ở toàn bộ các node của mạng.
ModbusNó là một trong những giao thức khối hệ thống mở hoàn toàn có thể chạy trên nhiều lớp thiết bị lý không giống nhau. Nó là giao thức được sử dụng rộng thoải mái nhất trong những ứng dụng tinh chỉnh công nghiệp. Nó là 1 kỹ thuật giao tiếp nối tiếp hỗ trợ mối quan hệ master/slave để giao tiếp giữa những thiết bị được kết nối trên mạng. Nó có thể được thực hiện trên ngẫu nhiên phương luôn thể truyền dẫn nào, tuy vậy thường được sử dụng với RS232 cùng RS485.
Modbus tiếp nối với RS232 hoặc RS485 (như các lớp thứ lý) tạo điều kiện kết nối những thiết bị Modbus cùng với bộ điều khiển và tinh chỉnh (chẳng hạn như PLC) trong kết cấu bus. Nó hoàn toàn có thể giao tiếp giữamột master và một số lượng slave lên đến 247 với vận tốc truyền dữ liệu 19,2 kbits/s.Một phiên bạn dạng mới rộng của Modbus TCP/IP sử dụng Ethernet làm cho lớp đồ lý tạo đk trao đổi dữ liệu giữa các PLC trong những mạng khác nhau. Không rành mạch loại mạng đồ vật lý, nó tạo đk cho phương thức truy vấn và điều khiển một thiết bị bởi một sản phẩm khác.ProfibusNó là trong những mạng trường mở rộng được nghe biết và được thực hiện rộng rãi. Những mạng này đa số được thực hiện trong quá trình tự động hóa hoá và các lĩnh vực auto hóa đơn vị máy. Nó cân xứng nhất cho các nhiệm vụ giao tiếp phức tạp và các ứng dụng time-critical.Có bố phiên bản Profibus khác nhau, Profibus-DP (Decentralized Periphery - trang bị ngoại vi phân cấp), Profibus-PA (Process Automation-Tự rượu cồn hóa vượt trình) và Profibus-FMS(Fieldbus Message Specification - Đặc tả thông điệp Fieldbus).
Profibus-DP là một chuẩn truyền thông fieldbus mở sử dụng tiếp xúc master/slave giữa những thiết bị mạng. Nó sử dụng technology truyền dẫn cáp quang đãng RS485 hoặc media vật lý. Nó được sử dụng hầu hết để cung cấp thông tin liên lạc giữa những bộ điều khiển và tinh chỉnh và I/O phân tán ở thiết yếu bị.Profibus-PA được thiết kế theo phong cách đặc biệt cho quá trình tự động hóa. Những mạng Profibus-PA được đề xuất sử dụng trong những khu vực bình yên nội tại. Những mạng này có thể chấp nhận được các cảm biến, bộ truyền hễ và bộ tinh chỉnh và điều khiển kết nối với 1 bus bình thường duy nhất, cung cấp truyền thông dữ liệu và cấp nguồn mang đến bus. Những mạng này sử dụng lớp đồ gia dụng lý của Manchester Bus Powered (MBP) dựa trên tiêu chuẩn chỉnh quốc tế IEC 61158-2.
Profibus-FMS là một trong định dạng tin nhắn đa phương tiện hoặc ngang hàng, có thể chấp nhận được các bộ master tiếp xúc với nhau. Nó là một giải pháp mục đích chung triển khai các nhiệm vụ tiếp xúc ở cấp độ điều khiển, đặc biệt là trong phân mức nhỏ tế bào để sản xuất điều kiện tiếp xúc giữa các laptop chủ - Master PCs.Phổ thay đổi nhất FMS và DP được áp dụng đồng thời trong chính sách COMBI vào trường đúng theo PLC đang rất được sử dụng kết hợp với PC. Trong trường đúng theo này, master chính tiếp xúc với master thiết bị cấp trải qua FMS trong lúc DP truyền dữ liệu điều khiển và tinh chỉnh trên cùng một mạng tới những thiết bị I/O.Foundation FieldbusNó là một chuẩn chỉnh fieldbus mở có phong cách thiết kế đặc biệt để đáp ứng nhu cầu đặc trưng của sứ mệnh trong môi trường thiên nhiên có tính chất an toàn. Nó là 1 trong những loại mạng LAN cho các thiết bị tương hợp fieldbus cùng bộ tinh chỉnh được sử dụng trong số ngành công nghiệp cung cấp và chế biến. Đây là chuẩn chỉnh giao thức số hai chiều, được xác định bởi tiêu chuẩn an toàn IEC 61158-2 (đối với FF H1) và tương hợp với trang bị Ethernet (trong trường đúng theo FF HSE). Tía loại mạng FF bao hàm H1 vận tốc thấp, tốc độ cao H2 và vận tốc cao Ethernet HSE.
Mạng H1 cung cấp tốc độ 31,25 kbps. Bao gồm hai tốc độ được hỗ trợ bởi mạng H2, sẽ là 1,0 Mbps với 2,5 Mbps. Mạng HSE hỗ trợ tốc độ 10 hoặc 100 Mbps vì chưng nó thực hiện giao thức Ethernet.
Author: chuyên môn Lý Thú
Mong rằng những bài viết được viết và tổng hợp trên blog này sẽ cung cấp những thông tin hữu ích mang lại bạn. Chúc một ngày thăng hoa !
