{"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\/hu\/blog\/news\/obzor-sovremennyh-protokolov-v-sistemah-promavtomatiki","title":{"rendered":"\u00c1ttekint\u00e9s a modern protokollokr\u00f3l az ipari automatiz\u00e1l\u00e1si rendszerekben","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"\u00c1ttekint\u00e9s
\n<\/p>\n

A m\u00faltkori publik\u00e1ci\u00f3ban<\/a><\/noindex> besz\u00e9lt\u00fcnk arr\u00f3l, hogyan m\u0171k\u00f6dnek a buszok \u00e9s protokollok az ipari automatiz\u00e1l\u00e1sban. Ez\u00fattal a modern munkamegold\u00e1sokra \u00f6sszpontos\u00edtunk: megn\u00e9zz\u00fck, milyen protokollokat haszn\u00e1lnak a rendszerek vil\u00e1gszerte. Foglalkozunk a n\u00e9met Beckhoff \u00e9s Siemens, az osztr\u00e1k B&R, az amerikai Rockwell Automation \u00e9s az orosz Fastwel technol\u00f3gi\u00e1ival. Emellett megvizsg\u00e1ljuk azokat az univerz\u00e1lis megold\u00e1sokat is, amelyek nem k\u00f6t\u0151dnek egyetlen gy\u00e1rt\u00f3hoz sem, mint p\u00e9ld\u00e1ul az EtherCAT \u00e9s a CAN.\u00a0<\/p>\n

<\/p>\n

A cikk v\u00e9g\u00e9n egy \u00f6sszehasonl\u00edt\u00f3 t\u00e1bl\u00e1zat tal\u00e1lhat\u00f3 az EtherCAT, POWERLINK, PROFINET, EtherNet\/IP \u00e9s ModbusTCP protokollok jellemz\u0151ivel.<\/p>\n

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

Nem szerepeltett\u00fck a PRP, HSR, OPC UA \u00e9s egy\u00e9b protokollokat az \u00e1ttekint\u00e9sben, mivel ezekr\u0151l a Habra m\u00e1r vannak kiv\u00e1l\u00f3 cikkek koll\u00e9g\u00e1inkr\u00f3l, akik a berendez\u00e9sek prom\u00f3ci\u00f3s automatiz\u00e1l\u00e1s\u00e1val foglalkoznak. P\u00e9ld\u00e1ul, \u00abA PRP \u00e9s HSR \u201eseamless\u201d redund\u00e1l\u00e1s protokolljai\u00bb<\/a><\/noindex> \u00e9s \u00abIpari protokollok \u00e1tir\u00e1ny\u00edt\u00f3 kapui Linuxon. \u00d6ssze\u00e1ll\u00edt\u00e1s a saj\u00e1t ig\u00e9nyeid szerint\u00bb<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

<\/p>\n

Els\u0151k\u00e9nt hat\u00e1rozzuk meg a terminol\u00f3gi\u00e1t: Industrial Ethernet = ipari h\u00e1l\u00f3zat, Fieldbus = mez\u0151i busz. Az orosz ipari automatiz\u00e1l\u00e1sban gyakran zavar t\u00e1mad a kifejez\u00e9sek k\u00f6z\u00f6tt, amelyek a mez\u0151i buszra \u00e9s az ipari als\u00f3 szint\u0171 h\u00e1l\u00f3zatra vonatkoznak. Gyakran ezeket a kifejez\u00e9seket egyetlen hom\u00e1lyos fogalomba \u00f6sszegzik, amelyet als\u00f3 szintnek neveznek, amit mez\u0151i buszk\u00e9nt \u00e9s als\u00f3 szint\u0171 buszk\u00e9nt is emlegetnek, b\u00e1r esetleg nem is busz. <\/p>\n

Mi\u00e9rt van ez?<\/b>Ez a z\u0171rzavar val\u00f3sz\u00edn\u0171leg az\u00e9rt alakult ki, mert sok modern vez\u00e9rl\u0151ben a bemeneti-kimeneti modulok kapcsolata gyakran egy \u00f6sszevon\u00f3 panel (angolul backplane) vagy fizikai busz seg\u00edts\u00e9g\u00e9vel val\u00f3sul meg. Teh\u00e1t bizonyos busz \u00e9rintkez\u0151k \u00e9s csatlakoz\u00f3k haszn\u00e1lat\u00e1val egyes modulokat egyetlen egys\u00e9gbe kapcsolnak. De ezek az egys\u00e9gek viszont ipari h\u00e1l\u00f3zaton vagy mez\u0151i buszon kereszt\u00fcl is \u00f6sszekapcsolhat\u00f3k. A nyugati terminol\u00f3gi\u00e1ban vil\u00e1gos a megk\u00fcl\u00f6nb\u00f6ztet\u00e9s: a h\u00e1l\u00f3zat \u2014 az h\u00e1l\u00f3zat, a busz \u2014 az busz. Az els\u0151t az Industrial Ethernet, a m\u00e1sodikat a Fieldbus kifejez\u00e9s jel\u00f6li. A cikkben ezekre a fogalmakra a \"ipari h\u00e1l\u00f3zat\" \u00e9s a \"mez\u0151i busz\" terminusokat javasoljuk haszn\u00e1lni.<\/p>\n

Az EtherCAT ipari h\u00e1l\u00f3zati standardj\u00e1t a Beckhoff fejlesztette ki.<\/h2>\n

<\/p>\n

Az EtherCAT protokoll \u00e9s az ipari h\u00e1l\u00f3zat val\u00f3sz\u00edn\u0171leg napjaink egyik leggyorsabb adat\u00e1tviteli m\u00f3dszere az automatiz\u00e1l\u00e1si rendszerekben. Az EtherCAT h\u00e1l\u00f3zat sikeresen alkalmazhat\u00f3 elosztott automatiz\u00e1l\u00e1si rendszerekben, ahol az interakt\u00edv csom\u00f3pontok nagy t\u00e1vols\u00e1gra vannak egym\u00e1st\u00f3l.<\/p>\n

<\/p>\n

Az EtherCAT protokoll szabv\u00e1nyos Ethernet-r\u00e1m\u00e1kat haszn\u00e1l \u00fczeneteinek tov\u00e1bb\u00edt\u00e1s\u00e1ra, ez\u00e9rt kompatibilis b\u00e1rmilyen szabv\u00e1nyos Ethernet-eszk\u00f6zzel, \u00edgy az adatok fogad\u00e1sa \u00e9s tov\u00e1bb\u00edt\u00e1sa gyakorlatilag b\u00e1rmely Ethernet-vez\u00e9rl\u0151n megval\u00f3s\u00edthat\u00f3, a megfelel\u0151 szoftver megl\u00e9te eset\u00e9n.<\/p>\n

\"\u00c1ttekint\u00e9s
\nBeckhoff vez\u00e9rl\u0151 I\/O modulokkal. Forr\u00e1s: www.beckhoff.de<\/a><\/noindex><\/i><\/p>\n

A protokoll specifik\u00e1ci\u00f3ja nyitott \u00e9s el\u00e9rhet\u0151, de csak a fejleszt\u0151i egyes\u00fclet keretein bel\u00fcl \u2014 EtherCAT Technology Group.<\/p>\n

<\/p>\n

\u00cdgy m\u0171k\u00f6dik az EtherCAT (a l\u00e1tv\u00e1ny leny\u0171g\u00f6z\u0151, mint a Zuma Inca j\u00e1t\u00e9k):<\/p>\n

\n

\r\n \"Vide\u00f3\r\n
<\/div>\r\n <\/div><\/center><\/p>\n

A protokollban a gyors adatcsere \u2014 ami mikroszekundumokban m\u00e9rhet\u0151 \u2014 annak k\u00f6sz\u00f6nhet\u0151, hogy a fejleszt\u0151k elhagyt\u00e1k az \u00fczenetek k\u00f6zvetlen k\u00fcld\u00e9s\u00e9t egy adott eszk\u00f6znek. Ehelyett az EtherCAT h\u00e1l\u00f3zatra egy \u00fczenetet k\u00fcldenek, amelyet minden eszk\u00f6z egyszerre fogad. Minden als\u00f3bb csom\u00f3pont, amely gy\u0171jt\u0151- \u00e9s adat\u00e1tviteli funkci\u00f3t l\u00e1t el (ezeket gyakran OBJ-nek, azaz objektummal kapcsolatos eszk\u00f6z\u00f6knek nevezik), \u201efelfogja\u201d az \u00fczenetb\u0151l az \u0151t \u00e9rint\u0151 adatokat, \u00e9s beilleszti a cser\u00e9re sz\u00e1nt adatokat az \u00fczenetbe. Ezt k\u00f6vet\u0151en az \u00fczenet a k\u00f6vetkez\u0151 als\u00f3bb csom\u00f3pontra ker\u00fcl, ahol ugyanez a m\u0171velet zajlik. Miut\u00e1n az \u00f6sszes OBJ-n \u00e1thaladt, az \u00fczenet visszat\u00e9r a f\u0151 vez\u00e9rl\u0151h\u00f6z, amely az als\u00f3bb eszk\u00f6z\u00f6kt\u0151l kapott adatok alapj\u00e1n megval\u00f3s\u00edtja a vez\u00e9rl\u00e9si logik\u00e1t, ism\u00e9t csak az \u00fczeneten kereszt\u00fcl kommunik\u00e1lva az als\u00f3bb csom\u00f3pontokkal, amelyek kiengedik a vez\u00e9rl\u0151jelet a berendez\u00e9sre.<\/p>\n

<\/p>\n

Az EtherCAT h\u00e1l\u00f3zat b\u00e1rmilyen topol\u00f3gi\u00e1j\u00fa lehet, de l\u00e9nyeg\u00e9ben mindig gy\u0171r\u0171t alkot \u2014 a f\u00e9l\u00e9pduplex \u00fczemm\u00f3d \u00e9s a k\u00e9t Ethernet-csatlakoz\u00f3 miatt. \u00cdgy az \u00fczenet mindig sorban ker\u00fcl tov\u00e1bb\u00edt\u00e1sra minden eszk\u00f6zh\u00f6z a buszon.<\/p>\n

\"\u00c1ttekint\u00e9s
\nAz EtherCAT h\u00e1l\u00f3zat v\u00e1zlatos \u00e1br\u00e1zol\u00e1sa n\u00e9h\u00e1ny csom\u00f3ponttal. Forr\u00e1s: realpars.com<\/a><\/noindex><\/i><\/p>\n

Amiatt az EtherCAT specifik\u00e1ci\u00f3ja nem tartalmaz 100Base-TX fizikai szint\u0171 korl\u00e1toz\u00e1sokat, ez\u00e9rt a protokoll megval\u00f3s\u00edt\u00e1sa gigabites \u00e9s optikai vonalak alapj\u00e1n is lehets\u00e9ges.<\/p>\n

<\/p>\n

Ny\u00edlt ipari h\u00e1l\u00f3zatok \u00e9s a Siemens PROFIBUS\/NET szabv\u00e1nyai<\/h2>\n

<\/p>\n

A n\u00e9met Siemens konszern r\u00e9g\u00f3ta h\u00edres programozhat\u00f3 logikai vez\u00e9rl\u0151ir\u0151l (PLC), amelyeket vil\u00e1gszerte haszn\u00e1lnak.<\/p>\n

<\/p>\n

Az adatok cser\u00e9je a Siemens berendez\u00e9s \u00e1ltal vez\u00e9relt automatiz\u00e1l\u00e1si rendszer csom\u00f3pontjai k\u00f6z\u00f6tt a PROFIBUS mez\u0151buszon \u00e9s a PROFINET ipari h\u00e1l\u00f3zaton kereszt\u00fcl t\u00f6rt\u00e9nik.<\/p>\n

<\/p>\n

A PROFIBUS busz egy speci\u00e1lis k\u00e9treres k\u00e1bel haszn\u00e1lat\u00e1val k\u00e9sz\u00fclt, DB-9 csatlakoz\u00f3kkal. A Siemens sz\u00edne ibolyak\u00e9k, de a gyakorlatban tal\u00e1lkoztunk m\u00e1s sz\u00ednekkel is :). K\u00e9t k\u00e1bel \u00f6sszekapcsol\u00e1s\u00e1ra a csatlakoz\u00f3 haszn\u00e1lhat\u00f3, \u00e9s benne kapcsol\u00f3 tal\u00e1lhat\u00f3 a v\u00e9gs\u0151 ellen\u00e1ll\u00e1snak. A v\u00e9gs\u0151 ellen\u00e1ll\u00e1snak az h\u00e1l\u00f3zat v\u00e9gkomponensein kell lennie, \u00edgy jelezve van, hogy ez az els\u0151 vagy az utols\u00f3 eszk\u00f6z, \u00e9s ut\u00e1na m\u00e1r csak s\u00f6t\u00e9ts\u00e9g \u00e9s \u00fcress\u00e9g van (minden rs485 \u00edgy m\u0171k\u00f6dik). Ha a k\u00f6zbens\u0151 csatlakoz\u00f3n aktiv\u00e1lj\u00e1k az ellen\u00e1ll\u00e1st, a m\u00f6g\u00f6ttes szakasz le lesz kapcsolva.<\/p>\n

\"\u00c1ttekint\u00e9s
\nPROFIBUS k\u00e1bel csatlakoz\u00f3kkal. Forr\u00e1s: VIPA ControlsAmerica<\/a><\/noindex><\/i><\/p>\n

A PROFINET h\u00e1l\u00f3zatban \u00e1ltal\u00e1ban p\u00e1rhuzamosan vezetett k\u00e1belt haszn\u00e1lnak, RJ-45 csatlakoz\u00f3kkal, a k\u00e1bel z\u00f6ld sz\u00edn\u0171. Ha a PROFIBUS topol\u00f3gia busz, a PROFINET h\u00e1l\u00f3zat topol\u00f3gi\u00e1ja b\u00e1rmilyen forma lehet: ak\u00e1r gy\u0171r\u0171, ak\u00e1r csillag, ak\u00e1r fa, ak\u00e1r mindez egy\u00fctt.<\/p>\n

\"\u00c1ttekint\u00e9s
\nSiemens vez\u00e9rl\u0151 PROFINET k\u00e1bel csatlakoz\u00e1ssal. Forr\u00e1s: w3.siemens.com<\/i><\/p>\n

T\u00f6bb protokoll l\u00e9tezik a PROFIBUS buszon \u00e9s a PROFINET h\u00e1l\u00f3zaton t\u00f6rt\u00e9n\u0151 adatcser\u00e9re.<\/p>\n

<\/p>\n

A PROFIBUS eset\u00e9ben:<\/p>\n

<\/p>\n

    \n
  1. A PROFIBUS DP \u2013 e protokoll megval\u00f3s\u00edt\u00e1sa t\u00e1voli al\u00e1rendelt eszk\u00f6z\u00f6kkel val\u00f3 kapcsolatra vonatkozik, a PROFINET eset\u00e9n ennek a protokollnak a megfelel\u0151 protokollja a PROFINET IO.<\/li>\n
  2. A PROFIBUS PA \u2013 l\u00e9nyeg\u00e9ben ugyanaz, mint a PROFIBUS DP, de robban\u00e1sbiztos adat\u00e1tviteli \u00e9s t\u00e1pl\u00e1l\u00e1si megold\u00e1sokhoz haszn\u00e1latos (a PROFIBUS DP robban\u00e1sbiztos v\u00e1ltozata m\u00e1s fizikai tulajdons\u00e1gokkal). Jelenleg a PROFINET robban\u00e1sbiztos protokoll anal\u00f3gi\u00e1ja a PROFIBUS eset\u00e9ben m\u00e9g nem l\u00e9tezik.<\/li>\n
  3. A PROFIBUS FMS \u2013 az olyan m\u00e1s gy\u00e1rt\u00f3k rendszer\u00e9vel val\u00f3 adatcser\u00e9re szolg\u00e1l, akik nem tudj\u00e1k haszn\u00e1lni a PROFIBUS DP-t. A PROFIBUS FMS PROFINET h\u00e1l\u00f3zati anal\u00f3gja a PROFINET CBA protokoll.<\/li>\n<\/ol>\n

    <\/p>\n

    A PROFINET eset\u00e9ben:<\/p>\n

    <\/p>\n

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

      <\/p>\n

      A PROFINET IO protokoll t\u00f6bb oszt\u00e1lyra oszlik:<\/p>\n

      <\/p>\n