Nyochaa usoro iwu ọgbara ọhụrụ na sistemu akpaaka ụlọ ọrụ

N'akwụkwọ gara aga anyị kwuru maka etu ụgbọ ala na usoro iwu si arụ ọrụ na akpaaka ụlọ ọrụ. N'oge a, anyị ga-elekwasị anya na ngwọta ọrụ nke oge a: anyị ga-eleba anya na usoro a na-eji na usoro gburugburu ụwa. Ka anyị tụlee teknụzụ nke ụlọ ọrụ German Beckhoff na Siemens, Austrian B&R, American Rockwell Automation na Russian Fastwel. Anyị ga-amụkwa ngwọta zuru ụwa ọnụ nke na-ejikọtaghị na otu onye nrụpụta, dị ka EtherCAT na CAN. 

Na njedebe nke isiokwu a ga-enwe tebụl ntụnyere na njirimara nke EtherCAT, POWERLINK, PROFINET, EtherNet/IP na ModbusTCP protocols.

Anyị etinyeghị PRP, HSR, OPC UA na protocol ndị ọzọ na nyocha a, n'ihi na Enweelarị akụkọ mara mma gbasara ha na Habré site n'aka ndị injinia ibe anyị na-emepụta sistemu akpaaka ụlọ ọrụ. Ọmụmaatụ, “PRP na HSR “enweghị nkebi” ogbugba ụgwọ ọrụ и "Ọnụ ụzọ nke usoro mgbanwe mgbanwe mmepụta ihe na Linux. Gwakọta ya n'onwe gị".

Nke mbụ, ka anyị kọwapụta okwu okwu: Industrial Ethernet = netwọk mmepụta ihe, Fieldbus = ụgbọ ala ubi. Na akpaaka ụlọ ọrụ Russia, enwere mgbagwoju anya na okwu metụtara ụgbọ ala ubi na netwọk ụlọ ọrụ dị ala. Ọtụtụ mgbe a na-ejikọta okwu ndị a n'otu echiche na-edoghị anya nke a na-akpọ "ọkwa dị ala", nke a na-akpọ ma ụgbọ ala na ụgbọ ala dị ala, n'agbanyeghị na ọ nwere ike ọ gaghị abụ ụgbọ ala ma ọlị.

N'ihi gịnị?O yikarịrị ka mgbagwoju anya a bụ n'ihi na n'ọtụtụ ndị na-achịkwa oge a, a na-ejikarị njikọ nke modul I / O emejuputa site na iji ụgbọ ala azụ ma ọ bụ ụgbọ ala anụ ahụ. Ya bụ, a na-eji ụfọdụ kọntaktị ụgbọ ala na njikọ iji jikọta ọtụtụ modul n'ime otu nkeji. Mana ọnụ ụzọ ndị dị otú ahụ, n'aka nke ya, nwere ike ijikọ ma netwọk ụlọ ọrụ mmepụta ihe na ụgbọ ala ubi. Na okwu ọdịda anyanwụ enwere nkewa doro anya: netwọk bụ netwọk, ụgbọ ala bụ ụgbọ ala. Ahapụtara nke mbụ site na okwu Industrial Ethernet, nke abụọ site na Fieldbus. Edemede ahụ na-atụ aro iji okwu ahụ bụ "netwọọdụ ụlọ ọrụ" na okwu "ụgbọ ala ubi" maka echiche ndị a, otu.

Ọkọlọtọ netwọkụ ụlọ ọrụ EtherCAT, nke Beckhoff mepụtara

Usoro EtherCAT na netwọk ụlọ ọrụ mmepụta ihe bụ ikekwe otu n'ime ụzọ kachasị ọsọ nke nnyefe data na sistemụ akpaaka taa. A na-eji netwọk EtherCAT mee ihe nke ọma na sistemụ akpaaka kesara, ebe a na-ekewa ọnụ ọnụ ọnụ n'ebe dị anya.

Usoro EtherCAT na-eji okpokolo agba Ethernet na-ebufe telegram ya, ya mere ọ na-anọgide na-adaba na ngwá ọrụ Ethernet ọ bụla na, n'eziokwu, ịnweta data na nnyefe nwere ike ịhazi na njikwa Ethernet ọ bụla, ma ọ bụrụhaala na enwere ngwanrọ kwesịrị ekwesị.

Beckhoff njikwa nwere set nke I/O modul. Isi mmalite: www.beckhoff.de

Nkọwapụta protocol mepere emepe ma dị, mana ọ bụ naanị n'ime usoro mmepe mmepe - EtherCAT Technology Group.

Nke a bụ ka EtherCAT si arụ ọrụ (ihe nkiri ahụ na-atọ ụtọ, dị ka egwuregwu Zuma Inca):

Ọnụ ahịa mgbanwe dị elu na usoro a - na anyị nwere ike ikwu maka nkeji nke microseconds - a ghọtara n'ihi na ndị mmepe jụrụ ịgbanwere site na iji telegram ezigara ozugbo na otu ngwaọrụ. Kama nke ahụ, a na-ezigara otu telegram na netwọk EtherCAT, na-agwa ngwaọrụ niile n'otu oge, nke ọ bụla n'ime oghere ohu maka ịnakọta na ịnyefe ozi (a na-akpọkarị ha OSO - ngwaọrụ nkwurịta okwu) na-esi na ya "na ofufe" data e zubere maka ya wee tinye na telegram data ọ dị njikere ịnye maka mgbanwe. A na-ezigazi telegram ahụ na oghere ohu na-esote, ebe otu ọrụ ahụ na-eme. N'ịbụ onye gafeworo na ngwaọrụ njikwa niile, a na-eweghachite telegram na onye na-ahụ maka isi, nke, dabere na data enwetara site na ngwaọrụ ohu, na-emejuputa mgbagha njikwa ahụ, na-emekọrịta ọzọ site na telegram na ọnụ ohu ohu, nke na-enye akara ngosi njikwa na akụrụngwa.

Netwọk EtherCAT nwere ike ịnwe topology ọ bụla, mana n'eziokwu ọ ga-abụ mgbanaka mgbe niile - n'ihi iji ọnọdụ duplex zuru oke yana njikọ Ethernet abụọ. N'ụzọ dị otu a, a ga-ebufe telegram n'usoro n'usoro na ngwaọrụ ọ bụla nọ na bọs.

Ngosipụta atụmatụ nke netwọk Ethercat nwere ọtụtụ ọnụ. Isi mmalite: realpars.com

Site n'ụzọ, nkọwapụta EtherCAT enweghị ihe mgbochi na oyi akwa anụ ahụ 100Base-TX, ya mere mmejuputa iwu ga-ekwe omume dabere na gigabit na ahịrị anya.

Mepee netwọk ụlọ ọrụ yana ụkpụrụ PROFIBUS/NET sitere na Siemens

Nchegbu German Siemens amatala ogologo oge maka ndị na-ahụ maka mgbagha mmemme (PLCs), nke a na-eji n'ụwa niile.

A na-eme mgbanwe data n'etiti ọnụ nke sistemu akpaghị aka nke akụrụngwa Siemens na-achịkwa ma site na bọs ubi a na-akpọ PROFIBUS yana na netwọk ụlọ ọrụ PROFINET.

Ụgbọ ala PROFIBUS na-eji eriri nwere isi abụọ pụrụ iche nwere njikọ DB-9. Siemens nwere ya na-acha odo odo, mana anyị ahụla ndị ọzọ na omume :). Iji jikọọ ọtụtụ ọnụ, njikọ nwere ike jikọọ eriri abụọ. Ọ nwekwara mgba ọkụ maka ọnụ resistor. A ghaghị ịgbanye onye na-emechi ọnụ na njedebe nke netwọk ahụ, si otú a na-egosi na nke a bụ ngwaọrụ mbụ ma ọ bụ nke ikpeazụ, ma mgbe ọ gasịrị, ọ dịghị ihe ọ bụla, naanị ọchịchịrị na efu (ihe niile rs485 na-arụ ọrụ dị ka nke a). Ọ bụrụ na ịgbanwuo resistor na njikọ etiti, ngalaba na-eso ya ga-agbanyụ.

PROFIBUS USB nwere njikọ njikọ. Isi mmalite: VIPA na-achịkwa America

Netwọk PROFINET na-eji eriri abụọ gbagọrọ agbagọ analog, na-enwekarị njikọ RJ-45, eriri ahụ na-acha akwụkwọ ndụ akwụkwọ ndụ. Ọ bụrụ na topology nke PROFIBUS bụ ụgbọ ala, mgbe ahụ topology nke netwọk PROFINET nwere ike ịbụ ihe ọ bụla: mgbanaka, kpakpando, osisi, ma ọ bụ ihe niile jikọtara.

Onye njikwa Siemens nwere eriri PROFINET ejikọrọ. Isi mmalite: w3.siemens.com

Enwere ọtụtụ usoro nzikọrịta ozi na ụgbọ ala PROFIBUS yana na netwọk PROFINET.

Maka PROFIBUS:

1. PROFIBUS DP - mmejuputa iwu a gụnyere nkwurịta okwu na ngwaọrụ ohu dịpụrụ adịpụ; n'ihe banyere PROFINET, usoro a kwekọrọ na protocol PROFINET IO.
2. PROFIBUS PA bụ n'ezie otu ihe ahụ dị ka PROFIBUS DP, naanị ejiri ya maka ụdị mgbawa nke nnyefe data na ike ọkọnọ (ihe yiri PROFIBUS DP nwere ụdị anụ ahụ dị iche iche). Maka PROFINET, ụkpụrụ mgbawa nke yiri PROFIBUS adịbeghị.
3. PROFIBUS FMS - emebere maka mgbanwe data yana sistemụ sitere na ndị nrụpụta ndị ọzọ na-enweghị ike iji PROFIBUS DP. Analọgụ PROFIBUS FMS dị na netwọk PROFINET bụ protocol PROFINET CBA.

Maka PROFINET:

1. PROFINET IO;
2. Ụlọ ọrụ PROFINET CBA.

E kewara ụkpụrụ PROFINET IO n'ọtụtụ klaasị:

• PROFINET NRT (na-abụghị ezigbo oge) - eji na ngwa ebe usoro oge adịghị mkpa. Ọ na-eji Ethernet TCP/IP data nyefe protocol yana UDP/IP.
• PROFINET RT (ezigbo oge) - ebe a ka a na-eme mgbanwe data I / O site na iji eriri Ethernet, mana a ka na-ebufe data nyocha na nzikọrịta ozi site na UDP/IP. 
• PROFINET IRT (Isochronous Real Time) - Emepụtara ụkpụrụ a maka ngwa njikwa ngagharị ma gụnye usoro mbufe data isochronous.

Banyere mmejuputa PROFINET IRT protocol siri ike ozugbo, maka nkwukọrịta na ngwaọrụ dịpụrụ adịpụ ọ na-amata ụzọ abụọ mgbanwe ọwa: isochronous na asynchronous. Ọwa isochronous nwere ogologo okirikiri mgbanwe edobere na-eji mmekọrịta elekere ma na-ebufe data dị mkpa oge; A na-eji telegram ọkwa nke abụọ maka nnyefe. Ogologo oge nnyefe na ọwa isochronous anaghị agafe miliịsekọnd 1.

Ọwa asynchronous na-ebufe data a na-akpọ ezigbo oge, nke a na-ejikwa adreesị MAC. Na mgbakwunye, a na-ebufe ozi nyocha dị iche iche na enyemaka site na TCP/IP. Ọnweghị data dị adị, nke na-erughị ozi ndị ọzọ, n'ezie, nwere ike ịkwụsị okirikiri isochronous.

Ọrụ PROFINET IO gbatịpụrụ adịghị mkpa maka sistemu akpaaka ụlọ ọrụ ọ bụla, yabụ a na-atụba ụkpụrụ a maka otu ọrụ, na-eburu n'uche klas nnabata ma ọ bụ klaasị nkwenye: CC-A, CC-B, CC-CC. Klas nrube isi na-enye gị ohere ịhọrọ ngwaọrụ ubi na akụrụngwa azụ nwere obere ọrụ achọrọ. 

isi: nkuzi mahadum PROFINET

A na-eji usoro mgbanwe mgbanwe nke abụọ na netwọk PROFINET - PROFINET CBA - iji hazie nkwukọrịta ụlọ ọrụ n'etiti akụrụngwa sitere na ndị nrụpụta dị iche iche. Isi ihe na-emepụta ihe na sistemụ IAS bụ otu ihe a na-akpọ akụrụngwa. Akụkụ a na-abụkarị mkpokọta nke igwe, eletriki na akụkụ eletrọnịkị nke ngwaọrụ ma ọ bụ nrụnye, yana ngwa ngwa jikọtara ya. Maka akụrụngwa nke ọ bụla, a na-ahọrọ modul sọftụwia nke nwere nkọwa zuru oke nke interface nke akụrụngwa a dịka ihe achọrọ nke ọkọlọtọ PROFINET. Mgbe nke a gasịrị, a na-eji modul software ndị a iji gbanwee data na ngwaọrụ. 

B&R Ethernet POWERLINK protocol

Ụlọ ọrụ B&R nke Ọstrelia mepụtara ụkpụrụ Powerlink na mbido 2000s. Nke a bụ mmejuputa iwu ọzọ nke ezigbo oge n'elu ọkọlọtọ Ethernet. Nkọwapụta protocol dị ma kesaa n'efu. 

Teknụzụ Powerlink na-eji usoro a na-akpọ usoro ntuli aka agwakọtara, mgbe mmekọrịta niile dị n'etiti ngwaọrụ kewara n'ọtụtụ usoro. A na-ebufe data dị oke egwu na usoro mgbanwe isochronous, nke ahaziri oge nzaghachi achọrọ; a ga-ebufe data fọdụrụnụ, mgbe ọ bụla enwere ike, na usoro asynchronous.

Onye njikwa B&R nwere otu modul I/O. Isi mmalite: br-automation.com

Emebere usoro a na mbụ n'elu oyi akwa anụ ahụ 100Base-TX, mana emesia e mepụtara mmejuputa gigabit.

Protocol Powerlink na-eji usoro nhazi nzikọrịta ozi. A na-ezigara ụfọdụ akara ma ọ bụ ozi njikwa na netwọkụ, site n'enyemaka nke a na-ekpebi nke ngwaọrụ nwere ikike ịgbanwe data ugbu a. Naanị otu ngwaọrụ nwere ike ịnweta mgbanwe n'otu oge.

Ngosipụta atụmatụ nke netwọk Ethernet POWERLINK nwere ọtụtụ ọnụ.

N'ime oge isochronous, onye na-ahụ maka ntuli aka na-ezigara arịrịọ n'otu n'otu n'otu n'otu nke ọ chọrọ iji nweta data dị oke mkpa. 

A na-eme usoro isochronous, dị ka ekwurula, na oge okirikiri nwere ike ịhazigharị. N'ime oge asynchronous nke mgbanwe ahụ, a na-eji nchịkọta IP protocol, onye na-ahụ maka ya na-arịọ data na-adịghị mkpa site na ọnụ ọgụgụ niile, nke na-eziga nzaghachi ka ha na-enweta ohere ịnyefe na netwọk. Enwere ike iji aka dozie oke oge dị n'etiti usoro isochronous na asynchronous.

Rockwell Automation Ethernet/IP Protocol

Emepụtara EtherNet/IP protocol site na ntinye aka nke ụlọ ọrụ America Rockwell Automation na 2000. Ọ na-eji TCP na UDP IP stack, ma gbasaa ya maka ngwa akpaaka ụlọ ọrụ. Akụkụ nke abụọ nke aha ahụ, megidere nkwenkwe ndị a ma ama, apụtaghị Protocol Internet, kama Protocol Industrial. UDP IP na-eji nchịkọta nkwukọrịta CIP (Common Interface Protocol), nke a na-ejikwa na netwọk ControlNet/DeviceNet ma tinye ya n'elu TCP/IP.

Nkọwapụta EtherNet/IP dị n'ihu ọha yana ọ dị n'efu. Topology netwọkụ Ethernet/IP nwere ike ịbụ nke aka ike ma tinye mgbanaka, kpakpando, osisi ma ọ bụ ụgbọ ala.

Na mgbakwunye na ọrụ ọkọlọtọ nke HTTP, FTP, SMTP, EtherNet / IP protocols, ọ na-eme ka ịnyefe data dị mkpa oge n'etiti onye na-ahụ maka ntuli aka na ngwaọrụ I / O. A na-enye ndị na-ebufe data na-abụghị oge dị egwu site na ngwugwu TCP, na ntinye oge dị mkpa nke data nchịkwa cyclic na-eme site na usoro UDP. 

Iji mekọrịta oge na sistemu ekesa, EtherNet/IP na-eji protocol CIPsync, nke bụ ndọtị nke usoro nkwukọrịta CIP.

Ngosipụta atụmatụ nke netwọk Ethernet/IP nwere ọtụtụ ọnụ na njikọ nke ngwaọrụ Modbus. Isi mmalite: www.icpdas.com.tw

Iji mee ka nhazi netwọkụ EtherNet/IP dị mfe, ọtụtụ ngwaọrụ akpaaka ọkọlọtọ na-eji faịlụ nhazi akọwapụtagoro.

Mmejuputa atumatu FBUS na Fastwel

Anyị chere ogologo oge ma ọ ga-agụnye ụlọ ọrụ Russia Fastwel na ndepụta a na mmejuputa ụlọ nke usoro mmepụta ihe nke FPUS, ma mgbe ahụ, anyị kpebiri ide paragraf ole na ole maka nghọta ka mma nke eziokwu nke mbubata mbubata.

Enwere mmejuputa anụ ahụ abụọ nke FPUS. Otu n'ime ha bụ ụgbọ ala nke FBUS protocol na-agba n'elu ọkọlọtọ RS485. Tụkwasị na nke ahụ, enwere mmejuputa FSUS na netwọk Ethernet mmepụta ihe.

FBUS enweghị ike ịkpọ protocol ọsọ dị elu; oge nzaghachi siri ike dabere na ọnụọgụ nke modul I/O na bọs na ngbanwe mgbanwe; ọ na-adịkarị site na 0,5 ruo 10 milliseconds. Otu ọnụ ohu FBUS nwere ike ịnwe naanị modul I/O 64. Maka ụgbọ ala ubi, ogologo eriri USB enweghị ike ịgafe 1 mita, yabụ anyị anaghị ekwu maka sistemụ kesara. Ma ọ bụ kama, ọ na-eme, mana ọ bụ naanị mgbe ị na-eji netwọọdụ FPUS arụ ọrụ n'elu TCP/IP, nke pụtara mmụba na oge ntuli aka ọtụtụ oge. Enwere ike iji eriri ndọtị ụgbọ ala jikọọ modul, nke na-enye ohere maka itinye modul nke ọma na kabinet akpaaka.

Fastwel njikwa nwere modul I/O ejikọrọ. Isi mmalite: Njikwa Injinia Russia

Mkpokọta: ka esi eji ihe a niile eme ihe na sistemụ njikwa akpaaka

Dị ka o kwesịrị ịdị, ụdị dị iche iche nke usoro ịnyefe data ụlọ ọrụ ọgbara ọhụrụ dị ukwuu karịa ka anyị kọwara n'isiokwu a. Ụfọdụ na-ejikọta ya na onye nrụpụta kpọmkwem, ụfọdụ, n'ụzọ megidere, bụ eluigwe na ala. Mgbe ị na-emepe usoro njikwa usoro akpaaka (APCS), onye injinia na-ahọrọ ụkpụrụ ndị kachasị mma, na-eburu n'uche ọrụ na mgbochi ụfọdụ (nkà na ụzụ na mmefu ego).

Ọ bụrụ na anyị na-ekwu maka mgbasa nke otu usoro mgbanwe mgbanwe, anyị nwere ike ịnye eserese nke ụlọ ọrụ ahụ Ụlọ ọrụ HMS Networks AB, nke na-egosi oke ahịa nke teknụzụ mgbanwe dị iche iche na netwọk mmepụta ihe.

isi: Ụlọ ọrụ HMS Networks AB

Dị ka a na-ahụ na eserese ahụ, PRONET na PROFIBUS sitere na Siemens nọ n'ọkwa ndị isi.

N'ụzọ na-akpali mmasị, 6 afọ gara aga 60% nke ahịa ahụ bụ PROFINET na Ethernet/IP protocol.

Tebụlụ dị n'okpuru nwere data nchịkọta na ụkpụrụ mgbanwe akọwapụtara. Ụfọdụ paramita, dịka ọmụmaatụ, arụmọrụ, na-egosipụta na okwu nkịtị: elu / dị ala. Enwere ike ịhụ nha nhata n'ime akụkọ nyocha arụmọrụ. 

	EtherCAT	POWERLINK	PROFINET	Ethernet/IP	ModbusTCP
oyi akwa anụ ahụ	100/1000 BASE-TX	100/1000 BASE-TX	100/1000 BASE-TX	100/1000 BASE-TX	100/1000 BASE-TX
Ọkwa data	Ọwa (Erenetị okpokolo agba)	Ọwa (Erenetị okpokolo agba)	Ọwa (okpokoro Ethernet), Network/transport (TCP/IP)	Netwọk/ Ụgbọ njem (TCP/IP)	Netwọk/ Ụgbọ njem (TCP/IP)
Nkwado oge	Ee	Ee	Ee	Ee	Ọ dịghị
Ubu oke	Ọfọn	Ọfọn	IRT - elu, RT - ọkara	Nkezi	Mba
Ogologo eriri USB n'etiti ọnụ	100	100m/2km	100	100	100
Usoro mbufe	Ọ dịghị	Isochronous + asynchronous	IRT – isochronous + asynchronous, RT – asynchronous	Ọ dịghị	Ọ dịghị
Ọnụọgụ ọnụ	65535	240	Mgbochi netwọkụ TCP/IP	Mgbochi netwọkụ TCP/IP	Mgbochi netwọkụ TCP/IP
Mkpebi esemokwu	Ring topology	Mmekọrịta elekere, usoro nnyefe	Ring topology, usoro nnyefe	Switches, kpakpando topology	Switches, kpakpando topology
Na-ekpo ọkụ mgbanwe	Ọ dịghị	Ee	Ee	Ee	Dabere na mmejuputa iwu
Ọnụ akụrụngwa	Mba	Mba	Ọfọn	Nkezi	Mba

Ebe etinyere usoro mgbanwe mgbanwe akọwapụtara, ụgbọ ala na netwọk ụlọ ọrụ dị iche iche. Site na ụlọ ọrụ kemịkalụ na ụgbọ ala gaa na teknụzụ ikuku ikuku na nrụpụta elektrọnik. A na-achọrọ usoro mgbanwe mgbanwe ọsọ ọsọ na sistemu nhazi oge maka ngwaọrụ dị iche iche yana na robotics.

Kedu protocol ndị ị na-arụ ọrụ na kedu ebe i tinyere ha? Kekọrịta ahụmịhe gị na nkwupụta. 🙂

isi: www.habr.com