locuti sumus quomodo buses et protocolla operantur in automatione industriae. Hoc tempore in solutionibus hodiernis laborantis intendemus: videbimus quid protocolla in systematibus circa mundum adhibeantur. Consideremus technologias societatum Germanorum Beckhoff et Siemens, Austriae B&R, Americanae Rockwell Automation et Fastwel Russiae. Etiam solutiones universales studebimus, quae certae fabricae non ligatae sunt, ut EtherCAT et CAN.
In fine articuli tabula comparatio erit cum characteribus EtherCAT, POWERLINK, PROFINET, AETERNET/IP et ModbusTCP protocolla.
PRP, HSR, OPC UA et alia protocolla in recognitione non includimus, propterea quod Articuli praeclari iam sunt in illis de HabrΓ© ab condiscipulis nostris, qui systemata automationis industriae enucleant. Exempli gratia ΠΈ .
Primum, terminologiam definiamus: Aer Industrial = network industrialis, Fieldbus = ager bus. In automatione industriae Russicae, confusio est secundum relationes ad bus campi et network industrialis inferioris gradus. Saepe haec vocabula coniunguntur in notionem unam et vagum "inferiorem", quae ad utrumque campum et bus subaequalem refertur, licet omnino bus non sit.
Quid ita?Haec confusio verisimillimum est ex eo quod in multis modernis moderatoribus nexus modulorum I/O saepe efficiuntur utens cinematographico vel bus physicis. Hoc est, certae bus contactibus et connexionibus varios modulos in unam unitatem coniungendi adhibentur. Sed tales nodi vicissim coniungi possunt cum retis industrialibus et bus campis. In terminologia occidentali manifesta divisio est: retis est retis, bus bus est. Prima nomine Industrialis Ethernet, secunda Fieldbus designatur. Articulus retis industriae uti proponit et nomen "bus agri" pro his conceptibus respective.
Vexillum retis industrialis EtherCAT, evolvit Beckhoff
Protocollum et retis industrialis EtherCAT fortasse unus ex celerrimis methodis tradendi notitiae in automationi systematis hodie est. Retis EtherCAT feliciter in systematibus automationum distributis adhibetur, ubi nodi inter se longis intervallis separantur.
Protocollum EtherCAT vexillum Aernetis utitur tabulis quae sua telegrammata transmittunt, ideo manet compatibilis cum quolibet vexillo Aernet instrumenti et re vera, receptio et transmissio data in quolibet moderatore Ethernetensi disponi potest, dummodo conveniens programmatio praesto sit.
Beckhoff moderatoris cum copia I/O modulorum. Source:
Protocollum specificatio aperta et prompta est, sed solum intra compagem evolutionis consociationis - EtherCAT Technology Group.
Ecce quomodo operatur EtherCAT (spectaculum metiebatur, sicut ludus Zuma Inca);
Princeps celeritas commutationis in hoc protocollo - et loqui possumus de unitatibus microseconds - ex eo efficitur quod tincidunt telegrammata directe ad certam machinam missis permutare noluerunt. Sed unum telegraphum mittitur ad Reticulum EtherCAT, cum omnibus simul artificiis, singuli nodis servi ad informationes colligendas et tradendas (etiam saepe OSO vocantur - notae communicationis objecti) ex ea sumit "in musca". notitia quae pro eo destinata erat et in telegraphum inserit notitias se comparare paratas ad commutationem. Telegraphum deinde ad nodi servum proximum mittitur, ubi eadem operatio occurrit. Peractis omnibus machinis moderandis, telegraphum ad praecipuum moderatorem redditur, qui, ex notitia a servili machinis acceptis, instrumentis logicae moderandis, rursus mutuo per telegraphum cum nodis servilibus, quae signum edunt. apparatum.
Retis EtherCAT aliquam topologiam habere potest, sed essentia semper anulus erit - ob usum plenae modi duplex et duo connexiones Ethernet. Hoc modo, telegraphum semper continue in singulis artificiis in bus transmittendum est.
Schematica repraesentatio retis Ethercatis cum multis nodis. Source:
Obiter specificatio EtherCAT restrictiones in strato 100Base-TX physico non continet, ideo protocolli exsecutio in linearum gigabis et opticis fundari potest.
Aperi retia industrialia et PROFIBUS/NET signa Siemens
De Germanorum cura Siemens iam pridem notus est eius moderatoris programmabilis logicae (PLCs), quae in toto orbe adhibentur.
Data commutatio inter nodi systematis automated a Siemens instrumento adhibito exercetur tam per bus campi quam PROFIBUS vocati quam in retiacula industrialis PROFINET.
ProFIBUS bus speciali funem cori duo cum DB-9 connectoribus utitur. Siemens habet in purpura, sed alios in usu vidimus :). Plures nodos coniungere, iungo duos funes coniungere potest. Habet etiam switch ad resistor terminalis. Terminus resistor verti debet in fine machinas retiaculas, ita significans hanc esse primam vel ultimam fabricam, et post eam nihil est, nisi tenebrae et inanitas (omnium rs485s sicut hoc opus). Si resistentem in medium iungentem verteris, sectio sequens vertetur.
PROFIBUS cable cum connectoribus. Source:
PROPINQUUS retiacula analogo par fune contorti utitur, plerumque cum RJ-45 connexionibus, funis viridis coloratur. Si topologia PROFIBUS bus est, topologia PROFINET retis aliquid esse potest: anulus, stella, arbor vel omnia composita.
Siemens controller connexus PROFINET cable. Source: w3.siemens.com
Plures sunt protocolla communicationis in PROFIBUS bus et in ornatum retis.
PROFIBUS:
- PROFIBUS DP - Exsecutio huius protocolli communicationem cum remotis servilibus machinis implicat, in casu PROFINET, hoc protocollum correspondet PROFINET IO protocollo.
- PROFIBUS PA essentialiter idem est ac PROFIBUS DP, solum ad explosionis-probationis versiones transmissionis et potentiae copia adhibita (analogus PROFIBUS DP cum diversis corporis proprietatibus). Nam PROFINET, explosio protocollo similis PROFIBUS nondum exsistit.
- PROFIBUS FMS - data permutatione cum systematibus ab aliis artificibus adhibitis quae PROFIBUS DP uti non possunt. PROFIBUS FMS analogum in PROFINET retis est PROFINET CBA protocollum.
PROFINET:
- PROFINET IO;
- PROFINET CBA.
PROFINET IO protocollum in plures classes divisum est.
- PROFINET NRT (tempus non-rerum) - adhibitis in applicationibus ubi parametri timidi critici non sunt. Utitur Aernetico TCP/IP data translationis protocollo necnon UDP/IP.
- PROFINET RT (verum tempus) - hic I/O data commutatio per tabulas ethernetes augetur, sed notitia diagnostica et communicatio per UDP/IP adhuc transferuntur.
- PROFINET IRT (Isochronus Real Time) - Hoc protocollum specifice enucleavit ad applicationes motus moderandas et ad translationem periodi data isochrona includit.
Quod ad exsecutionem PROFINET IRT dura protocollo reali-tempus communicationis cum remotis machinis duos canales commutationis distinguit: isochronam et asynchronam. Alveus isochronus cum cycli permutatione certa utitur longitudo horologii synchronisationi et notitia temporis criticae transmittit, secundo gradu telegrammata pro transmissione adhibentur. Duratio transmissio in alveo isochrono 1 millisecondum non excedit.
Alveus asynchronous notitias reales temporis sic dictas transmittit, quae etiam per MAC inscriptionem transmittit. Accedit variae informationes diagnosticae et auxiliares super TCP/IP transmittuntur. Neutra notitia temporis realis, nedum alia notitia, sane cyclum isochronum interrumpere potest.
PROFINET IO functionum protracta copia non ad omne automationis industriae systema opus est, ideo hoc protocollum ad certum munus escenditur, ratione habita obsequii generum seu generum conformationis: CC-A, CC-B, CC-CC. Obsequium classes permittunt ut machinis campi et narum partium seligantur cum minima functione requiruntur.
Source:
Secunda commutatio protocollum in retiacula PROFINET - PROFINET CBA - instrumentorum communicationis industrialis inter varios artifices instituendus est. Praecipua unitas in IAS systematis productio est quoddam ens quod component vocatur. Haec pars plerumque collectio partium mechanicarum, electricae et electronicarum machinationis vel institutionis est, ac etiam programmatis applicationis adiunctorum. Pro unaquaque parte, modulus programmator seligitur, qui integram descriptionem interfaciendi huius componentis continet secundum exigentias vexillum PROFINET. Post quem hi moduli programmata notitias cum machinis commutare solent.
B&R Aer POWERLINK protocol
Protocollum Powerlink a comitatu Austriaco B&R in primis 2000s elaboratum est. Haec alia est exsecutio protocolli reali temporis super vexillum Ethernet. Specificatio protocolli praesto est et gratis distributa.
Powerlink technologia utitur mixta machinatione mechanismo sic dicta, cum omnis commercium inter machinas in plures gradus dividitur. Praesertim notitia critica in isochronis commutationis periodo transmittitur, ad quod tempus responsionis inquisitae configuratur, reliqua notitia, quantum fieri potest, in periodum asynchronum transmittetur.
B&R controller cum copia I/O modulorum. Source: br-automation.com
Protocollum primum in summitate 100Base-TX corporis iacuit impletum est, sed postea exsecutio gigabiti amplificata est.
Powerlink protocollum communicatione scheduling mechanism utitur. Nuntius quidam titulus vel imperium mittitur ad retiaculum, cuius ope determinatur uter ex machinis nunc licentiam datam commutandi habeat. Una tantum machinatio ad tempus commutationis accedere potest.
Repraesentatio schematica retis POWERLINK ethernet multis nodi.
In periodo isochrono, suffragatio moderatoris continue rogationem mittit ad unumquemque nodi, unde necesse est ut notitias criticas recipiat.
Pascha isochronum, ut iam dictum est, peragitur cum tempore cycli congruo. In asynchrono periodo commutationis, BIBLIOTHECA IP protocollo adhibetur, moderatoris notitias non-criticas ab omnibus nodis petit, quae responsionem mittunt dum aditum ad retiaculum transmittunt. Ratio temporis inter gradus isochronos et asynchronos manually adaptari potest.
Rockwell Automation Ethernet/IP Protocol
Protocollum EtherNet/IP cum actuosa participatione societatis Americanae Rockwell Automation in 2000 evoluta est. TCP et UDP IP acervo utitur, eumque ad applicationes industriales automationis extendit. Secunda pars nominis, contra opinionem vulgi, non Protocollum interretialem significat, sed Protocollum Industriale. UDP IP ACERVUS communicationum CIP (Protocollum interface) adhibet, qui etiam in reticulis ControlNet/DeviceNet utitur et super TCP/IP impletur.
Specificatio AerNet/IP publice praesto est ac libere in promptu. Topologia Aer/IP retis arbitrarium esse potest et includere anulum, stellam, arborem vel bus.
Praeter normas functiones HTTP, FTP, SMTP, Protocolla EtherNet/IP, translationem temporis criticae notitiarum inter suffragium moderatorem et I/O machinas perficit. Transmissio notitiarum non-temporum criticarum per fasciculos TCP providetur, et traditio temporis critica cyclici imperii notitia per UDP protocollum exercetur.
Ad tempus synchronise in systematibus distributis utitur protocollo EtherNet/IP, quod est extensio protocolli communicationis CIP.
Schematica repraesentatio retis Aer/IP cum pluribus nodi et connexione Modbus machinis. Source:
Ut simpliciorem reddere EtherNet/IP network setup, maxime vexillum automationis inventa veniunt cum praefinitis imaginum fasciculis.
Exsecutio FBUS protocolli ad Fastwel
Diu cogitavimus utrum societatem Russorum Fastwel in hoc indice cum suis domesticis exsequendis protocollo FBUS industriae includere, sed deinde duas paragraphos scribere decrevimus ad meliorem rerum substitutionem importatae intelligentiam.
Duae sunt exsecutiones corporis FBUS. Una earum est bus in quibus FBUS protocollum currit in summitate regulae RS485. Praeterea exsecutio FBUS in retis industrialis est.
FBUS celeriter protocollum vocari vix potest, responsio tempus valde pendet a numero I/O modulorum in bus et in parametris commutationibus, plerumque ab 0,5 ad 10 milliseconds. FBUS servus nodi unus tantum modulorum 64 I/O continere potest. Nam campus, funis longitudinem 1 metri XNUMX excedere non potest, ideo de systematibus distributis non loquimur. Vel potius, sed solum cum usus industriae FBUS retis super TCP/IP, quod incrementum datorum pluries significat. Bus funiculi extensionis ad modulos connectendos adhiberi possunt, qui modulorum in automation arcae collocationem permittit.
Fastwel controller with connected I/O modules. Source:
Totalis: quomodo omnia haec in praxi in processu automated potestate systemata adhibentur?
Patet, varietas typorum notitiarum industrialium recentiorum translationis protocolla multo maior est quam nos in hoc articulo descripsimus. Quaedam vero sunt ligata ad certam fabricam, quaedam e contra universalia. Cum processum automatum explicans systemata control (APCS), architectus optimalia protocolla eligit, ratione habita functionum specificarum et restrictionum (technicae et budgetariae).
Si loquimur de praevalentia certae permutationis protocolli, tabulam societatis praebere possumus HMS Networks AB *quae varias technologias in retiacula industrialibus commercii mercatus participat.
Source:
Ut videri potest in schemate, PRONET et PROFIBUS e Siemens principatus obtinent.
Interestingly, VI annos .
Tabula infra summarium notitias in protocollis descriptis continet. Aliquot parametri, exempli gratia, effectus abstracte exprimuntur: summus / humilis. Adaequationes numerales inveniri possunt in analysi perficiendis articulis.
|
|
EtherCAT
|
POWERLINK
|
PROFINET
|
Aer/IP
|
ModbusTCP
|
|
Corporalis tabulatum
|
100/M BASIS-TX
|
100/M BASIS-TX
|
100/M BASIS-TX
|
100/M BASIS-TX
|
100/M BASIS-TX
|
|
Data campester
|
Channel (Ethernet frame)
|
Channel (Ethernet frame)
|
Channel (Ethernet frame), Network/port (TCP/IP)
|
Network/Transporta(TCP/IP)
|
Network/Transporta(TCP/IP)
|
|
Verus tempus auxilium
|
Yes
|
Yes
|
Yes
|
Yes
|
No
|
|
productivity
|
ΠΡΡΠΎΠΊΠ°Ρ
|
ΠΡΡΠΎΠΊΠ°Ρ
|
IRT - altum, RT - medium
|
Central
|
humilis
|
|
Funis longitudo inter lymphaticorum
|
100m
|
100m/2km
|
100m
|
100m
|
100m
|
|
Transitus incrementa
|
No
|
Isochrona + asynchronous
|
IRT - isochronus + asynchronous, RT - asynchronous
|
No
|
No
|
|
Numerus nodorum
|
65535
|
240
|
TCP/IP Network Limitatio
|
TCP/IP Network Limitatio
|
TCP/IP Network Limitatio
|
|
Concursus senatus
|
Orbis topology
|
Horologium synchronisationi, translationes transmissionis
|
Annulus topologiae, gradus transmissionis
|
SWITCH, stella topology
|
SWITCH, stella topology
|
|
calidum PERMUTO
|
No
|
Yes
|
Yes
|
Yes
|
Secundum exsequendam
|
|
sumptus de apparatu
|
humilis
|
humilis
|
ΠΡΡΠΎΠΊΠ°Ρ
|
Central
|
humilis
|
Areae applicationis descriptorum protocolla protocolla, agrorum et reticulorum industrialium valde diversae sunt. Donec eget ex et eros vestibulum cursus ut aerospace elit et eu nisl. Protocolla commutationis summus celeritas postulatur in reali temporis positione systemata pro variis machinis et in roboticis.
Quid protocols fecisti opus et ubi posuistis eos? Tuam experientiam in comment. π
Source: www.habr.com