{"id":52162,"date":"2019-11-02T00:00:00","date_gmt":"2019-11-01T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/obzor-sovremennyh-protokolov-v-sistemah-promavtomatiki"},"modified":"2020-02-18T13:59:50","modified_gmt":"2020-02-18T10:59:50","slug":"obzor-sovremennyh-protokolov-v-sistemah-promavtomatiki","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/et\/blog\/novosti-interneta\/obzor-sovremennyh-protokolov-v-sistemah-promavtomatiki","title":{"rendered":"Kaasaegsete protokollide \u00fclevaade t\u00f6\u00f6stusautomaatikas","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Kaasaegsete
\n<\/p>\n

Eelmises publikatsioonis<\/a><\/noindex> r\u00e4\u00e4kisime, kuidas t\u00f6\u00f6tavad bussid ja protokollid t\u00f6\u00f6stusautomaatikas. Seekord keskendume kaasaegsetele t\u00f6\u00f6ratka lahendustele: vaatame, milliseid protokolle kasutatakse s\u00fcsteemides \u00fcle kogu maailma. Uurime Saksa ettev\u00f5tete Beckhoff ja Siemens, Austria B&R, Ameerika Rockwell Automatsiooni ja Venemaa Fastwel tehnoloogiaid. Samuti uurime universaalseid lahendusi, mis ei ole seotud konkreetse tootjaga, nagu EtherCAT ja CAN.\u00a0<\/p>\n

<\/p>\n

Artikli l\u00f5pus on v\u00f5rreldav tabel protokollide EtherCAT, POWERLINK, PROFINET, EtherNet\/IP ja ModbusTCP omadustega.<\/p>\n

<\/a><\/noindex><\/p>\n

Me ei sisaldanud \u00fclevaates protokolle PRP, HSR, OPC UA ja teisi, kuna nende kohta on Habr'is juba suurep\u00e4raseid artikleid meie inseneride kolleegidelt, kes tegelevad t\u00f6\u00f6stusautomaatika s\u00fcsteemide arendamisega. N\u00e4iteks, \u201eProtokollid \u201ekatkenditeta\u201c varundamise PRP ja HSR\u201d<\/a><\/noindex> ja \u201eT\u00f6\u00f6stusprotokollide vahetusl\u00fclitid Linuxil. Kogu ise\u201d<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

<\/p>\n

Alustuseks m\u00e4\u00e4ratleme terminoloogia: Industrial Ethernet = t\u00f6\u00f6stuslik Ethernet, Fieldbus = v\u00e4liv\u00f5rguliides. Venemaa t\u00f6\u00f6stusautomaatikas v\u00f5ib tekkida segadust terminitega, mis puudutavad v\u00e4liv\u00f5rguliidest ja madalama taseme t\u00f6\u00f6stusv\u00f5rku. Tihti koondatakse need m\u00f5isted \u00fchte lahtisse m\u00f5istedesse \u201emadalam tase\u201c, mida nimetatakse nii v\u00e4liv\u00f5rguliidese kui ka madalama taseme bussiks, kuigi see ei pruugi olla buss \u00fcldse. <\/p>\n

Miks nii?<\/b>Selline segadus on t\u00f5en\u00e4oliselt seotud sellega, et paljudes t\u00e4nap\u00e4evastes kontrollerites teostatakse sisend-v\u00e4ljundmodulite \u00fchendamine sageli \u00fchendusplaadi (ingl. backplane) v\u00f5i f\u00fc\u00fcsilise bussiga. See t\u00e4hendab, et kasutatakse teatud bussikontakte ja -\u00fchendusi, et koondada mitmeid mooduleid \u00fcheks \u00fcksuseks. Kuid need \u00fcksused v\u00f5ivad omakorda olla \u00fchendatud kas t\u00f6\u00f6stusv\u00f5rguga v\u00f5i v\u00e4liv\u00f5rguliidese abil. L\u00e4\u00e4ne terminoloogias on selge eristus: v\u00f5rk on v\u00f5rk, buss on buss. Esimene t\u00e4histatakse terminiga Industrial Ethernet, teine \u2013 Fieldbus. K\u00f5nealuste m\u00f5istete jaoks soovitatakse artiklis kasutada termini \u201et\u00f6\u00f6stuslik v\u00f5rk\u201c ja \u201ev\u00e4liv\u00f5rguliides\u201c vastavalt.<\/p>\n

Beckhoffi loodud EtherCAT t\u00f6\u00f6stusv\u00f5rgu standard<\/h2>\n

<\/p>\n

EtherCAT protokoll ja t\u00f6\u00f6stusv\u00f5rk on \u00fcheks k\u00f5ige kiiremaks t\u00e4nap\u00e4eval andmete edastamise viisiks automaatikas\u00fcsteemides. EtherCATi v\u00f5rk on edukalt kasutusel jaotatud automatiseerimiss\u00fcsteemides, kus koost\u00f6\u00f6d tegevad s\u00f5lmed asuvad suures vahemaa.<\/p>\n

<\/p>\n

EtherCAT protokoll kasutab oma telegrammide edastamiseks standardseid Etherneti raame, mist\u00f5ttu s\u00e4ilib \u00fchilduvus igasuguse standardse Etherneti seadmega, ja andmete vastuv\u00f5tt ja edastamine v\u00f5ivad toimuda igasuguste Etherneti kontrollerite peal, kui olemas on vastav tarkvara.<\/p>\n

\"Kaasaegsete
\nBeckhoffi kontroller koos sisend- ja v\u00e4ljundmodulitega. Allikas: www.beckhoff.de<\/a><\/noindex><\/i><\/p>\n

Protokolli spetsifikatsioon on avatud ja kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti kergesti<\/p>\n

<\/p>\n

Nii t\u00f6\u00f6tab EtherCAT (vaatepilt on lummav nagu m\u00e4ng Zuma Inca):<\/p>\n

\n

\r\n \"Vaata\r\n
<\/div>\r\n <\/div><\/center><\/p>\n

Selle protokolli k\u00f5rge vahetuskiirus \u2014 jutt v\u00f5ib olla mikrosekunditest \u2014 saavutatakse t\u00e4nu sellele, et arendajad loobusid telegraafide vahetamisest otse konkreetse seadmega. Selle asemel saadetakse EtherCATi v\u00f5rku \u00fcks telegraaf, mis on suunatud k\u00f5igile seadmetele samal ajal, ja iga alluv teabe kogumise ja edastamise s\u00f5lm (mida nimetatakse sageli \u00dcSO-ks \u2014 objekti suhtlemisseade) v\u00f5tab sellest \u201eotse\u201d need andmed, mis talle olid m\u00f5eldud, ja lisab telegraafi teabe, mida ta on valmis vahetama. P\u00e4rast seda saadetakse telegraaf j\u00e4rgmisele alluva s\u00f5lmele, kus toimub sama operatsioon. P\u00e4rast k\u00f5ikidest \u00dcSO-dest m\u00f6\u00f6dumist naaseb telegraaf peamisele kontrollerile, kes saadud andmete p\u00f5hjal alluvatelt seadmetelt rakendab juhtimislogikat, j\u00e4llegi suhtlemisel telegraafi kaudu alluvate s\u00f5lmedega, mis edastavad juhtsignaali seadmetele.<\/p>\n

<\/p>\n

EtherCAT-v\u00f5rk v\u00f5ib omada igasuguseid topoloogiaid, kuid p\u00f5him\u00f5tteliselt on see alati ring \u2014 t\u00e4nu t\u00e4isdublexre\u017eiimi ja kahele Etherneti pesa kasutamisele. Seega edastatakse telegramm alati j\u00e4rjestikku igale seadmele bussis.<\/p>\n

\"Kaasaegsete
\nEtherCAT-v\u00f5rgu skeem mitme s\u00f5lmega. Allikas: realpars.com<\/a><\/noindex><\/i><\/p>\n

Tasub mainida, et EtherCAT-i spetsifikatsioon ei sisalda 100Base-TX f\u00fc\u00fcsilise taseme piiranguid, seega on protokolli rakendamine v\u00f5imalik ka gigabiti ja optiliste liinide p\u00f5hjal.<\/p>\n

<\/p>\n

Avatud t\u00f6\u00f6stusv\u00f5rgud ja Siemens PROFIBUS\/NET standardid<\/h2>\n

<\/p>\n

Saksamaa kontsern Siemens on tuntud oma programmeeritavate loogikakontrollerite (PLK) poolest, mida kasutatakse \u00fcle kogu maailma.<\/p>\n

<\/p>\n

Andmevahetus Siemens'i seadmetega juhtitud automatiseeritud s\u00fcsteemi s\u00f5lmede vahel toimub nii PROFIBUS-kohapealses bussis kui ka PROFINET t\u00f6\u00f6stusv\u00f5rgus.<\/p>\n

<\/p>\n

PROFIBUS-iine kasutab spetsiaalset kahesoonelist kaablit, millel on DB-9 pistikud. Siemensel on see lilla, kuid me oleme praktikas kohanud ka teisi variantte. Mitme seadme \u00fchendamiseks v\u00f5ib pistik \u00fchendada kaks kaablit. Samuti on seal terminaalresistoriga l\u00fcliti. Terminaalresistor peab olema sisse l\u00fclitatud v\u00f5rgu servaseadmetes, m\u00e4rkides, et see on esimene v\u00f5i viimane seade, ning p\u00e4rast seda ei ole enam midagi, ainult pimedus ja t\u00fchjus (k\u00f5ik rs485 t\u00f6\u00f6tavad nii). Kui vahepistikus l\u00fclitatakse resistor sisse, siis j\u00e4rgnev l\u00f5ik katkestatakse.<\/p>\n

\"Kaasaegsete
\nPROFIBUS kaabel koos pistikuga. Allikas: VIPA ControlsAmerica<\/a><\/noindex><\/i><\/p>\n

PROFINET-i v\u00f5rgus kasutatakse tavaliselt p\u00f6\u00f6rist, millel on RJ-45 pistikud, kaabel on rohelise v\u00e4rviga. Kui PROFIBUS'i topoloogia on bussi kujuline, siis v\u00f5ib PROFINET-i v\u00f5rgutopoloogia olla mis tahes: kas ring, t\u00e4ht, puu v\u00f5i k\u00f5ik koos.<\/p>\n

\"Kaasaegsete
\nSiemens'i kontroller, millel on PROFINET kaabel \u00fchendatud. Allikas: w3.siemens.com<\/i><\/p>\n

PROFIBUS-i ja PROFINET-i v\u00f5rgus on mitu protokolli.<\/p>\n

<\/p>\n

PROFIBUS jaoks:<\/p>\n

<\/p>\n

    \n
  1. PROFIBUS DP \u2014 selle protokolli rakendamine t\u00e4hendab \u00fchendust kaugj\u00f5u seadmete ning PROFINETi puhul vastab sellele protokollile PROFINET IO.<\/li>\n
  2. PROFIBUS PA \u2014 on sisuliselt sama mis PROFIBUS DP, kuid kasutatakse plahvatuskindlates andmeedastus- ja toitev\u00f5imalustes (PROFIBUS DP analoog, kuid erineva f\u00fc\u00fcsikalise omadusega). PROFINETi plahvatuskindlate protokollide jaoks pole veel analooge PROFIBUSile.<\/li>\n
  3. PROFIBUS FMS \u2014 on m\u00f5eldud andmevahetuseks teiste tootjate s\u00fcsteemidega, mis ei saa kasutada PROFIBUS DP-d. PROFIBUS FMS analoog PROFINETi v\u00f5rgus on protokoll PROFINET CBA.<\/li>\n<\/ol>\n

    <\/p>\n

    PROFINETi jaoks:<\/p>\n

    <\/p>\n

      \n
    1. PROFINET IO;<\/li>\n
    2. PROFINET CBA.<\/li>\n<\/ol>\n

      <\/p>\n

      PROFINET IO protokoll jaguneb mitmeks klassiks:<\/p>\n

      <\/p>\n