Azo antoka fa maro aminareo no mahafantatra na efa nahita mihitsy aza ny fomba fifehezana ireo zavatra automatique lehibe, ohatra, orinasa mpamokatra angovo nokleary na orinasa manana tsipika famokarana maro: ny hetsika lehibe dia matetika atao ao amin'ny efitrano lehibe iray, miaraka amin'ny andian-tsarimihetsika, takamoa. ary fanaraha-maso lavitra. Ity complexe fanaraha-maso ity dia matetika antsoina hoe efitrano fanaraha-maso lehibe - ny tontonana fanaraha-maso lehibe amin'ny fanaraha-maso ny trano famokarana.
Azo antoka fa nanontany tena ianao hoe ahoana no fiasan'izy rehetra amin'ny resaka hardware sy logiciel, ny maha-samihafa ireo rafitra ireo amin'ny solosaina manokana mahazatra. Ato amin'ity lahatsoratra ity, hojerentsika ny fomba ahazoan'ny angon-drakitra isan-karazany any amin'ny efitrano fanaraha-maso lehibe, ny fandefasana baiko amin'ny fitaovana, ary ny zavatra ilaina amin'ny fanaraha-maso ny toby compressor, ny orinasa mpamokatra propane, ny tsipika fivorian'ny fiara, na koa ny toeram-pamokarana maloto.
Ny ambaratonga ambany indrindra na fieldbus no manomboka izany
Ity andian-teny ity, tsy mazava ho an'ny tsy fantatra, dia ampiasaina rehefa ilaina ny mamaritra ny fomba fifandraisana eo amin'ny microcontrollers sy ny fitaovana ambany, ohatra, modules I/O na fitaovana fandrefesana. Amin'ny ankapobeny dia antsoina hoe "bus an-tsaha" ity fantsom-pifandraisana ity satria izy no tompon'andraikitra amin'ny fandefasana angon-drakitra avy amin'ny "field" mankany amin'ny mpanara-maso.
"Saha" dia teny matihanina lalina izay manondro ny fisian'ny fitaovana sasany (ohatra, sensor na actuators) izay mifandray amin'ny mpanara-maso dia any amin'ny toerana lavitra, lavitra, eny an-dalana, eny an-tsaha, eo ambanin'ny saron'ny alina. . Ary tsy maninona fa ny sensor dia azo jerena antsasak'adiny amin'ny mpanara-maso ary mandrefy, lazao, ny mari-pana ao amin'ny kabinetra automatique, dia mbola heverina fa "any an-tsaha." Matetika, ny famantarana avy amin'ny sensor tonga amin'ny maody I/O dia mbola mandeha amin'ny halavirana am-polony ka hatramin'ny an-jatony metatra (ary indraindray mihoatra), manangona vaovao avy amin'ny tranokala na fitaovana lavitra. Raha ny marina, izany no mahatonga ny fiara fitateram-bahoaka, izay ahazoan'ny mpanara-maso ny sanda avy amin'ireo sensor ireo, dia matetika antsoina hoe fiara fitateram-bahoaka na, tsy dia mahazatra loatra, fiara fitateram-bahoaka ambany kokoa na bisy indostrialy.
Skema ankapoben'ny automation amin'ny trano indostrialy
Noho izany, ny famantarana elektrΓ΄nika avy amin'ny sensor dia mandeha lavitra amin'ny tsipika tariby (matetika miaraka amin'ny tariby varahina mahazatra miaraka amin'ny cores maromaro), izay mifandray amin'ny sensor maromaro. Ny famantarana dia miditra ao amin'ny maodely fanodinana (module input/output), izay avadika ho fiteny nomerika azon'ny mpanara-maso. Manaraka izany, ity famantarana ity amin'ny alΓ lan'ny fiara fitateram-bahoaka dia mandeha mivantana any amin'ny mpanara-maso, izay amboarina amin'ny farany. Miorina amin'ny famantarana toy izany, ny lojika miasa ny microcontroller mihitsy no naorina.
Ambaratonga ambony: manomboka amin'ny garland mankany amin'ny toeram-piasana iray manontolo
Ny ambaratonga ambony dia antsoina hoe ny zava-drehetra izay mety hokasihin'ny mpandraharaha tsotra mety maty izay mifehy ny fizotran'ny teknolojia. Amin'ny tranga tsotra indrindra, ny ambaratonga ambony dia andian-jiro sy bokotra. Ny takamoa dia manondro ny mpandraharaha momba ny zava-mitranga sasany mitranga ao amin'ny rafitra, ny bokotra dia ampiasaina hamoahana baiko amin'ny mpanara-maso. Ity rafitra ity dia antsoina matetika hoe "garland" na "hazo Krismasy" satria mitovy ny endriny (araka ny hitanao amin'ny sary eo am-piandohan'ny lahatsoratra).
Raha toa ny mpandraharaha no tsara vintana kokoa, dia toy ny ambaratonga ambony dia hahazo mpandraharaha tontonana - karazana solosaina fisaka-panoloana izay amin'ny fomba iray na hafa mahazo angona ho aseho avy amin'ny mpanara-maso sy mampiseho izany eo amin'ny efijery. Ny tontonana toy izany dia matetika mipetaka amin'ny kabinetra automatique, noho izany dia matetika ianao no tsy maintsy mifandray aminy rehefa mitsangana, izay miteraka fanelingelenana, miampy ny kalitao sy ny haben'ny sary eo amin'ny tontonana kely endrika mamela be dia be ny faniriana.
Ary farany, fanintonana ny fahalalahan-tanana tsy mbola nisy toy izany - toeram-piasana (na dika mitovy mihitsy aza), izay solosaina manokana.
Ny fitaovana avo lenta dia tsy maintsy mifandray amin'ny fomba sasany amin'ny microcontroller (raha tsy izany, nahoana no ilaina izany?). Ho an'ny fifandraisana toy izany dia ampiasaina ny protocols ambony sy ny fitaovana fampitaovana sasany, ohatra, Ethernet na UART. Raha ny momba ny "hazo Krismasy", mazava ho azy fa tsy ilaina ny sophistications toy izany; ny takamoa dia mirehitra amin'ny fampiasana tsipika ara-batana mahazatra, tsy misy interface tsara na protocoles ao.
Amin'ny ankapobeny, ity haavo ambony ity dia tsy dia mahaliana loatra noho ny fiara fitateram-bahoaka, satria mety tsy hisy mihitsy io ambaratonga ambony io (tsy misy na inona na inona hojeren'ny mpandraharaha amin'ny andian-dahatsoratra; ny mpanara-maso mihitsy no hamantatra ny tokony hatao sy ny fomba ).
Protokol famindrana angon-drakitra "fahiny": Modbus sy HART
Vitsy ny olona mahalala, fa tamin'ny andro fahafito namoronana izao tontolo izao dia tsy nitsahatra Andriamanitra, fa namorona Modbus. Miaraka amin'ny protocol HART, Modbus angamba no protocol transfer data indostrialy tranainy indrindra; niseho tamin'ny 1979 izy io.
Ny interface serial dia nampiasaina tamin'ny voalohany ho fitaovana fampitana, avy eo Modbus dia nampiharina tamin'ny TCP/IP. Ity dia protocole master-slave (master-slave) izay mampiasa ny fitsipiky ny fangatahana-valiny. Ny protocol dia somary manahirana sy miadana, ny hafainganam-pandehan'ny fifanakalozana dia miankina amin'ny toetran'ny mpandray sy ny mpandefa, fa matetika ny isa dia efa ho an-jatony milliseconds, indrindra rehefa ampiharina amin'ny alalan'ny serial interface tsara.
Ankoatra izany, ny rejisitry ny famindrana angon-drakitra Modbus dia 16-bit, izay mametraka avy hatrany fameperana amin'ny famindrana karazana tena izy sy roa. Ampitaina amin'ny ampahany izy ireo na amin'ny fahaverezan'ny fahamendrehana. Na dia mbola ampiasaina betsaka aza ny Modbus amin'ny tranga izay tsy ilaina ny hafainganam-pifandraisana avo lenta ary ny fahaverezan'ny angon-drakitra alefa dia tsy manakiana. Mpanamboatra fitaovana isan-karazany maro no tia manitatra ny protocol Modbus amin'ny fomba manokana sy tena tany am-boalohany, manampy ireo fiasa tsy manara-penitra. Noho izany, io protocole io dia manana fiovana maro sy deviations amin'ny mahazatra, fa mbola miaina amim-pahombiazana amin'ny tontolo maoderina.
Ny protocol HART koa dia efa nisy hatramin'ny taona 4, dia protocole fifandraisana indostrialy amin'ny tsipika roa misy tariby ankehitriny izay mampifandray mivantana ny sensor 20-XNUMX mA sy ny fitaovana hafa HART.
Mba hamadika ny tsipika HART dia ampiasaina ny fitaovana manokana, antsoina hoe modem HART. Misy ihany koa ny mpanova izay manome ny mpampiasa amin'ny, lazao, ny Modbus protocol amin'ny vokatra.
Ny HART dia mety ho mariky ny zava-misy fa ankoatry ny famantarana analoga amin'ny sensor 4-20 mA, ny famantarana nomerika amin'ny protocol ihany koa dia ampitaina ao amin'ny faritra, izany dia ahafahanao mampifandray ny ampahany nomerika sy analog amin'ny tariby iray. Ny modem HART maoderina dia azo ampifandraisina amin'ny seranan-tsambo USB an'ny controller, mifandray amin'ny Bluetooth, na amin'ny fomba taloha amin'ny alΓ lan'ny seranana serial. Roapolo taona lasa izay, tamin'ny alΓ lan'ny fanoharana amin'ny Wi-Fi, dia niseho ny fenitra WirelessHART Wireless, miasa ao amin'ny faritra ISM.
Protocol andiany faharoa na tsy bisy indostrialy ISA, PCI(e) ary VME
Ny protocols Modbus sy HART dia nosoloina fiara fitateram-bahoaka tsy dia indostrialy loatra, toy ny ISA (MicroPC, PC/104) na PCI/PCIe (CompactPCI, CompactPCI Serial, StacPC), ary koa ny VME.
Tonga ny vanim-potoanan'ny ordinatera izay manana fiara fitateram-baovao manerantany, izay ahafahan'ny boards (modules) mifandray amin'ny fanodinana famantarana iray mitambatra. Amin'ny maha-fitsipika, amin'ity tranga ity, ny processeur Module (solosaina) dia ampidirina ao amin'ny antsoina hoe frame, izay miantoka ny fifandraisana amin'ny alalan'ny fiara fitateram-bahoaka amin'ny fitaovana hafa. Ny frame, na, araka ny tian'ny manam-pahaizana momba ny automatique marina iantsoana azy, "crate", dia ampitomboina amin'ny boards input-output ilaina: analog, discrete, interface, sns., Na izany rehetra izany dia atambatra amin'ny endrika sandwich tsy misy frame - birao iray eo an-tampon'ny iray hafa. Aorian'izany, ity karazana ity amin'ny fiara fitateram-bahoaka (ISA, PCI, sns.) dia mifanakalo angon-drakitra miaraka amin'ny maodelin'ny processeur, izay mahazo fampahalalana avy amin'ny sensor ary mampihatra lojika sasany.
Controller sy I/O modules amin'ny frame PXI amin'ny bus PCI. Loharano:
Hilamina tsara ny zava-drehetra amin'ireo fiara fitateram-bahoaka ISA, PCI(e) ary VME ireo, indrindra amin'ireo fotoana ireo: tsy mandiso fanantenana ny hafainganam-pandehan'ny fifanakalozana, ary ny singa ao amin'ny rafitra dia hita ao anaty frame tokana, compact ary mety, mety tsy misy mafana-swappable. Karatra I/O, saingy mbola tsy tiako izany.
Fa misy lalitra ao amin'ny menaka, ary mihoatra ny iray. Sarotra be ny manangana rafitra mizara amin'ny fanamafisana toy izany, ny fiara fitateram-bahoaka dia eo an-toerana, mila mamorona zavatra hanakalozana angon-drakitra amin'ny andevo hafa na peer nodes ianao, Modbus mitovy amin'ny TCP/IP na protocol hafa, amin'ny ankapobeny, tsy ampy ny fampiononana. Eny, ny zavatra faharoa tsy dia mahafinaritra: I / O boards matetika dia manantena karazana famantarana mitambatra ho fampidirana, ary tsy manana fitokana-monina galvanic amin'ny fitaovana an-tsaha, noho izany dia mila fefy zaridaina misy modules fiovam-po isan-karazany sy circuitry intermediate ianao, izay manasarotra be ny fototra singa.
Modules fiovam-po famantarana manelanelana miaraka amin'ny fitokana-monina galvanika. Loharano:
"Ahoana ny momba ny protocol bus indostrialy?" - manontany ianao. Tsy misy. Tsy misy izany amin'ity fampiharana ity. Amin'ny alΓ lan'ny tsipika tariby, ny famantarana dia mandeha avy amin'ny sensor mankany amin'ny mpanova famantarana, ny mpanova dia manome voltora ho an'ny board I/O discrete na analog, ary efa vakiana amin'ny alΓ lan'ny seranana I/O mampiasa OS ny angon-drakitra avy amin'ny solaitrabe. Ary tsy misy protocols manokana.
Ahoana ny fiasan'ny fiara fitateram-bahoaka indostrialy sy ny protocoles
Inona izao? Hatramin'izao, niova kely ny ideolojia klasika momba ny fananganana rafitra mandeha ho azy. Antony maro no nandray anjara, nanomboka tamin'ny hoe tokony ho mora ihany koa ny automatique, ary mifarana amin'ny fironana mankany amin'ny rafitra automatique zaraina miaraka amin'ny node mifanalavitra.
Angamba afaka milaza isika fa misy hevitra roa lehibe amin'ny fananganana rafitra automatique amin'izao fotoana izao: rafitra mandeha ho azy eo an-toerana sy mizara.
Raha ny rafitra misy eo an-toerana, izay ivon'ny fanangonana sy fanaraha-maso angon-drakitra amin'ny toerana iray manokana, dia ilaina ny foto-kevitra momba ny mody fampidirana/famoahana sasany ampifandraisina amin'ny fiara fitateram-bahoaka mahazatra, anisan'izany ny mpanara-maso miaraka amin'ny protocole fifanakalozana azy manokana. Amin'ity tranga ity, amin'ny maha-fitsipika, ny I/O Modules dia ahitana ny famantarana converter sy ny galvanic mitoka-monina (na dia mazava ho azy fa tsy foana). Izany hoe, ampy ho an'ny mpampiasa farany ny mahatakatra ny karazana sensor sy ny mekanika ho hita ao amin'ny rafitra mandeha ho azy, manisa ny isan'ireo modules input / output ilaina ho an'ny karazana famantarana samihafa ary mampifandray azy ireo amin'ny tsipika iraisana miaraka amin'ny controller. . Amin'ity tranga ity, amin'ny ankapobeny, ny mpanamboatra tsirairay dia mampiasa ny protocole fifanakalozana tiany indrindra eo amin'ny modules I/O sy ny controller, ary mety misy safidy maro eto.
Raha ny momba ny rafitra mizara dia marina daholo izay voalaza momba ny rafitra eo an-toerana, ankoatra izany, dia zava-dehibe ny singa tsirairay, ohatra, ny andiana modules input-output miampy fitaovana fanangonana sy fampitana vaovao - tsy microcontroller tena marani-tsaina izay mijoro amin'ny toerana iray ao amin'ny trano heva eny an-tsaha, eo akaikin'ny valva manidy ny menaka - afaka mifandray amin'ny nodes mitovy sy amin'ny mpanara-maso lehibe amin'ny halavirana lavitra miaraka amin'ny tahan'ny fifanakalozana mahomby.
Ahoana no fomba isafidianan'ny mpamorona protocole ho an'ny tetikasany? Ny protocols amin'ny fifanakalozana maoderina rehetra dia manome fampisehoana avo lenta, ka ny safidin'ny mpanamboatra iray na hafa dia matetika tsy voafaritra amin'ny tahan'ny fifanakalozana amin'ity fiara fitateram-bahoaka ity. Ny fampiharana ny protocol dia tsy dia zava-dehibe loatra, satria, amin'ny fomba fijerin'ny mpamorona rafitra, dia mbola ho boaty mainty izay manome rafitra fifanakalozana anatiny ary tsy natao ho an'ny fitsabahana ivelany. Matetika indrindra, ny saina dia omena amin'ny toetra azo ampiharina: ny fahombiazan'ny ordinatera, ny fanamorana ny fampiharana ny foto-kevitry ny mpanamboatra amin'ny asa eo am-pelatanana, ny fisian'ny karazana modely I / O ilaina, ny fahafahana manova ny maody mafana tsy misy vaky. ny bus, etc.
Ny mpamatsy fitaovana malaza dia manolotra ny fampiharana azy manokana amin'ny protocols indostrialy: ohatra, ny orinasa fanta-daza Siemens dia mamolavola ny andian-tsarimihetsika Profinet sy Profibus, ny B&R dia mamolavola ny protocol Powerlink, ny Rockwell Automation dia mamolavola ny protocol EtherNet/IP. Vahaolana an-trano amin'ity lisitry ny ohatra ity: dikan-teny FBUS protocol avy amin'ny orinasa Rosiana Fastwel.
Misy ihany koa ny vahaolana manerantany izay tsy mifamatotra amin'ny mpanamboatra manokana, toy ny EtherCAT sy CAN. Hodinihintsika amin'ny antsipiriany ireo protocols ireo amin'ny fitohizan'ny lahatsoratra ary hamantatra hoe iza amin'izy ireo no mety kokoa amin'ny fampiharana manokana: indostrian'ny fiara sy aerospace, famokarana elektronika, rafitra fametrahana ary robotika. Mifandraisa hatrany!
Source: www.habr.com