يقيناً توهان مان ڪيترن کي خبر آهي يا اهو به ڏٺو آهي ته ڪيئن وڏيون خودڪار شيون ڪنٽرول ڪيون وينديون آهن، مثال طور، هڪ ائٽمي پاور پلانٽ يا هڪ ڪارخانو جنهن ۾ ڪيتريون ئي پيداوار جون لائينون آهن: مکيه عمل اڪثر هڪ وڏي ڪمري ۾ ٿئي ٿو، اسڪرين جي هڪ گچ سان، روشني بلب. ۽ ريموٽ ڪنٽرول. هي ڪنٽرول ڪمپليڪس عام طور تي مکيه ڪنٽرول روم سڏيو ويندو آهي - پيداوار جي سهولت جي نگراني لاء مکيه ڪنٽرول پينل.
يقينا توهان حيران ٿي رهيا هئاسين ته اهو سڀ ڪجهه هارڊويئر ۽ سافٽ ويئر جي لحاظ کان ڪيئن ڪم ڪري ٿو، اهي سسٽم روايتي ذاتي ڪمپيوٽرن کان ڪيئن مختلف آهن. هن آرٽيڪل ۾، اسان ڏسندا سين ته مختلف ڊيٽا ڪيئن مکيه ڪنٽرول روم تائين پهچي ويندا آهن، ڪئين ڪمانڊ سامان ڏانهن موڪليا ويا آهن، ۽ عام طور تي ڪمپريسر اسٽيشن، پروپين پيداوار پلانٽ، ڪار اسيمبلي جي لائن، يا ان کان به وڌيڪ ڪنٽرول ڪرڻ جي ضرورت آهي. نيڪال پمپنگ پلانٽ.
هيٺين سطح يا فيلڊ بس آهي جتي اهو سڀ شروع ٿئي ٿو
لفظن جو هي سيٽ، اڻڄاڻ کان اڻڄاڻ، استعمال ڪيو ويندو آهي جڏهن مائڪرو ڪنٽرولرز ۽ ماتحت سامان جي وچ ۾ رابطي جي ذريعن کي بيان ڪرڻ ضروري آهي، مثال طور، I/O ماڊلز يا ماپنگ ڊوائيسز. عام طور تي هن ڪميونيڪيشن چينل کي ”فيلڊ بس“ چئبو آهي ڇاڪاڻ ته اهو ان ڊيٽا کي منتقل ڪرڻ جو ذميوار هوندو آهي جيڪو ”فيلڊ“ مان ڪنٽرولر ڏانهن ايندو آهي.
”فيلڊ“ هڪ وڏو پروفيشنل اصطلاح آهي جيڪو ان حقيقت ڏانهن اشارو ڪري ٿو ته ڪجهه سامان (مثال طور، سينسرز يا ايڪٽيوٽر) جن سان ڪنٽرولر رابطو ڪري ٿو، اهو ڪنهن هنڌ، پري، گهٽيءَ ۾، ميدانن ۾، رات جي اونداهيءَ هيٺ آهي. . ۽ اهو مسئلو ناهي ته سينسر ڪنٽرولر کان اڌ ميٽر تي واقع ٿي سگهي ٿو ۽ ماپ، چئو، هڪ آٽوميشن ڪابينا ۾ درجه حرارت، اهو اڃا تائين سمجهيو ويندو آهي ته "فيلڊ ۾." گهڻو ڪري، I/O ماڊلز تي پهچندڙ سينسرز جا سگنل اڃا تائين ڏهن کان سوين ميٽرن جي فاصلي تي سفر ڪندا آهن (۽ ڪڏهن ڪڏهن وڌيڪ)، ريموٽ سائيٽن يا سامان کان معلومات گڏ ڪندي. دراصل، اهو ئي سبب آهي ته ايڪسچينج بس، جنهن جي ذريعي ڪنٽرولر انهن ساڳين سينسر مان قدر وصول ڪري ٿو، عام طور تي فيلڊ بس سڏيو ويندو آهي، يا گهٽ عام طور تي، هڪ هيٺين سطح جي بس يا صنعتي بس.
هڪ صنعتي سهولت جي خودڪار ڪرڻ جي جنرل منصوبي
تنهن ڪري، سينسر مان برقي سگنل ڪيبل لائنن سان گڏ هڪ خاص فاصلي تي سفر ڪري ٿو (عام طور تي باقاعده ڪاپر ڪيبل سان گڏ هڪ خاص نمبر سان)، جنهن سان ڪيترائي سينسر ڳنڍيل آهن. سگنل وري پروسيسنگ ماڊل ۾ داخل ٿئي ٿو (ان پٽ/آئوٽ پٽ ماڊل)، جتي اهو ڪنٽرولر کي سمجھڻ واري ڊجيٽل ٻولي ۾ تبديل ڪيو ويو آهي. اڳيون، هي سگنل فيلڊ بس ذريعي سڌو سنئون ڪنٽرولر ڏانهن وڃي ٿو، جتي اهو آخرڪار پروسيس ڪيو ويندو آهي. اهڙين نشانين جي بنياد تي، مائڪرو ڪنٽرولر جي آپريٽنگ منطق پاڻ کي ٺهيل آهي.
مٿاهين سطح: هڪ مالا کان سڄي ڪم اسٽيشن تائين
مٿين سطح کي هر شيء سڏيو ويندو آهي جيڪو هڪ عام موتي آپريٽر طرفان هٿ ڪري سگهجي ٿو جيڪو ٽيڪنالاجي عمل کي سنڀاليندو آهي. سادي صورت ۾، مٿين سطح تي روشني ۽ بٽڻ جو هڪ سيٽ آهي. لائٽ بلب آپريٽر کي سگنل ڏين ٿا ڪن خاص واقعن جي باري ۾ سسٽم ۾، بٽڻ استعمال ڪيا ويندا آهن ڪنٽرولر کي حڪم جاري ڪرڻ لاءِ. هي سسٽم اڪثر ڪري سڏيو ويندو آهي "گارنڊ" يا "ڪرسمس وڻ" ڇاڪاڻ ته اهو ڏسڻ ۾ بلڪل ساڳيو آهي (جيئن توهان آرٽيڪل جي شروعات ۾ تصوير مان ڏسي سگهو ٿا).
جيڪڏهن آپريٽر وڌيڪ خوش قسمت آهي، ته پوءِ مٿين سطح تي هن کي هڪ آپريٽر پينل ملندو - هڪ قسم جو فليٽ پينل ڪمپيوٽر جيڪو ڪنهن نه ڪنهن طريقي سان ڪنٽرولر کان ڊسپلي لاءِ ڊيٽا وصول ڪري ٿو ۽ ان کي اسڪرين تي ڏيکاري ٿو. اهڙو پينل اڪثر ڪري پاڻمرادو ڪيبنٽ تي لڳل هوندو آهي، تنهنڪري توهان کي عام طور تي بيهڻ وقت ان سان رابطو ڪرڻو پوندو آهي، جنهن جي ڪري تڪليف ٿيندي آهي، ان کان علاوه ننڍي فارميٽ جي پينلز تي تصوير جي معيار ۽ سائيز تمام گهڻي گهربل هوندي آهي.
۽ آخرڪار، بي مثال سخاوت جي ڪشش - هڪ ڪم اسٽيشن (يا اڃا به ڪيترائي نقل)، جيڪو هڪ عام ذاتي ڪمپيوٽر آهي.
اپر-سطح جي سامان کي لازمي طور تي ڪجهه طريقي سان مائڪرو ڪنٽرولر سان رابطو ڪرڻ گهرجي (ٻي صورت ۾ ان جي ضرورت ڇو آهي؟). اهڙي رابطي لاء، اپر-سطح پروٽوڪول ۽ هڪ خاص ٽرانسميشن وچولي استعمال ڪيو ويندو آهي، مثال طور، Ethernet يا UART. "ڪرسمس جي وڻ" جي صورت ۾، اهڙيون نفيسات، يقينا، ضروري نه آهن؛ روشني بلب عام جسماني لائينون استعمال ڪندي روشن ڪيا ويا آهن، اتي ڪو به نفيس انٽرفيس يا پروٽوڪول ناهي.
عام طور تي، هي اپر ليول فيلڊ بس جي ڀيٽ ۾ گهٽ دلچسپ آهي، ڇاڪاڻ ته هي اپر ليول شايد موجود ئي نه هجي (آپريٽر لاءِ سيريز مان ڏسڻ لاءِ ڪجهه به ناهي؛ ڪنٽرولر پاڻ پتو لڳائيندو ته ڇا ڪرڻ جي ضرورت آهي ۽ ڪيئن. ).
"قديم" ڊيٽا جي منتقلي پروٽوڪول: Modbus ۽ HART
ٿورا ماڻهو ڄاڻن ٿا، پر دنيا جي پيدائش جي ستين ڏينهن تي، خدا آرام نه ڪيو، پر موڊبس پيدا ڪيو. HART پروٽوڪول سان گڏ، Modbus شايد پراڻو صنعتي ڊيٽا جي منتقلي پروٽوڪول آهي؛ اهو 1979 ۾ واپس ظاهر ٿيو.
سيريل انٽرفيس شروعاتي طور تي ٽرانسميشن وچولي طور استعمال ڪيو ويو، پوء Modbus TCP/IP تي لاڳو ڪيو ويو. هي هڪ هم وقت ساز ماسٽر-غلام (ماسٽر-غلام) پروٽوڪول آهي جيڪو استعمال ڪري ٿو درخواست-جواب اصول. پروٽوڪول ڪافي منجهيل ۽ سست آهي، مٽا سٽا جي رفتار جو دارومدار رسيور ۽ ٽرانسميٽر جي خاصيتن تي هوندو آهي، پر عام طور تي ڳڻپ لڳ ڀڳ سئو ملي سيڪنڊن جي هوندي آهي، خاص ڪري جڏهن سيريل انٽرفيس ذريعي لاڳو ٿئي.
ان کان علاوه، Modbus ڊيٽا جي منتقلي رجسٽرڊ 16-bit آهي، جيڪو فوري طور تي حقيقي ۽ ٻٽي قسمن جي منتقلي تي پابنديون لاڳو ڪري ٿو. اهي يا ته حصن ۾ يا درستگي جي نقصان سان منتقل ڪيا ويا آهن. جيتوڻيڪ Modbus اڃا تائين وڏي پيماني تي استعمال ڪيو ويندو آهي ڪيسن ۾ جتي تيز رابطي جي رفتار جي ضرورت ناهي ۽ منتقل ٿيل ڊيٽا جو نقصان نازڪ ناهي. مختلف ڊوائيسز جا ڪيترائي ٺاهيندڙ Modbus پروٽوڪول کي وڌائڻ چاهيندا آهن انهن جي پنهنجي خاص ۽ بلڪل اصل طريقي سان، غير معياري افعال شامل ڪندي. تنهن ڪري، هن پروٽوڪول ۾ ڪيترائي ميوٽيشنز ۽ انحراف آهن، پر اڃا تائين جديد دنيا ۾ ڪاميابي سان رهي ٿو.
هارٽ پروٽوڪول پڻ اٺين جي ڏهاڪي کان وٺي آهي، اهو هڪ صنعتي ڪميونيڪيشن پروٽوڪول آهي جيڪو ٻن تارن جي موجوده لوپ لائن تي آهي جيڪو سڌو سنئون 4-20 ايم اي سينسرز ۽ ٻين هارٽ-فعال ڊوائيسز کي ڳنڍي ٿو.
هارٽ لائينز کي تبديل ڪرڻ لاء، خاص ڊوائيسز، جنهن کي HART موڊيم سڏيو ويندو آهي، استعمال ڪيو ويندو آهي. اهڙا ڪنورٽر پڻ آهن جيڪي صارف کي مهيا ڪن ٿا، چئو، موڊبس پروٽوڪول ان پٽ تي.
هارٽ شايد ان حقيقت لاءِ قابل ذڪر آهي ته 4-20 ايم اي سينسر جي اينالاگ سگنلن کان علاوه، پروٽوڪول جو ڊجيٽل سگنل پڻ سرڪٽ ۾ منتقل ڪيو ويو آهي، اهو توهان کي هڪ ڪيبل لائن ۾ ڊجيٽل ۽ اينالاگ حصن کي ڳنڍڻ جي اجازت ڏئي ٿو. جديد هارٽ موڊيم ڪنٽرولر جي USB بندرگاهن سان ڳنڍي سگھجن ٿا، بلوٽوت ذريعي ڳنڍجي، يا پراڻي طريقي سان سيريل پورٽ ذريعي. هڪ درجن سال اڳ، وائي فائي سان قياس ڪندي، وائرليس هارٽ وائرليس معيار، ISM رينج ۾ آپريٽنگ، ظاهر ٿيو.
پروٽوڪول جو ٻيو نسل يا نه ڪافي صنعتي بسون ISA، PCI(e) ۽ VME
Modbus ۽ HART پروٽوڪولن کي تبديل ڪيو ويو آهي ڪافي صنعتي بسن، جهڙوڪ ISA (MicroPC، PC/104) يا PCI/PCIe (CompactPCI، CompactPCI Serial، StacPC)، گڏوگڏ VME.
ڪمپيوٽرن جو دور اچي ويو آهي، جن وٽ هڪ آفاقي ڊيٽا بس آهي، جتي مختلف بورڊ (ماڊيول) هڪ خاص متحد سگنل کي پروسيس ڪرڻ لاءِ ڳنڍي سگهجن ٿا. ضابطي جي طور تي، هن معاملي ۾، پروسيسر ماڊل (ڪمپيوٽر) کي نام نهاد فريم ۾ داخل ڪيو ويو آهي، جيڪو ٻين ڊوائيسز سان بس ذريعي رابطي کي يقيني بڻائي ٿو. فريم، يا، جيئن حقيقي آٽوميشن جا ماهر ان کي سڏيندا آهن، "ڪريٽ"، ضروري ان پٽ-آئوٽ پٽ بورڊن سان پورو ڪيو ويو آهي: اينالاگ، ڊسڪٽر، انٽرفيس، وغيره، يا اهو سڀ ڪجهه هڪ سينڊوچ جي صورت ۾ گڏ ڪيو ويو آهي هڪ فريم - هڪ بورڊ ٻئي جي مٿي تي. ان کان پوء، بس تي هي قسم (ISA، PCI، وغيره) پروسيسر ماڊل سان ڊيٽا کي مٽائي ٿو، جيڪو اهڙيء طرح سينسرز کان معلومات حاصل ڪري ٿو ۽ ڪجهه منطق کي لاڳو ڪري ٿو.
PCI بس تي PXI فريم ۾ ڪنٽرولر ۽ I/O ماڊلز. ذريعو:
انهن ISA، PCI(e) ۽ VME بسن سان سڀ ڪجهه ٺيڪ هوندو، خاص طور تي انهن وقتن لاءِ: مٽا سٽا جي رفتار مايوس ڪندڙ نه آهي، ۽ سسٽم جا حصا هڪ فريم ۾ واقع آهن، ڪمپيڪٽ ۽ آسان، اتي گرم مٽجڻ لائق نه هوندا. I / O ڪارڊ، پر مان واقعي اڃا تائين نه ٿو چاهيان.
پر عطر ۾ هڪ مکڻ آهي، ۽ هڪ کان وڌيڪ. اهڙي ترتيب ۾ ورهايل سسٽم ٺاهڻ تمام ڏکيو آهي، ايڪسچينج بس مقامي آهي، توهان کي ٻين غلام يا پير نوڊس سان ڊيٽا کي مٽائڻ لاء ڪجهه آڻڻ جي ضرورت آهي، ساڳئي Modbus مٿان TCP/IP يا ڪجهه ٻيو پروٽوڪول، عام طور تي، ڪافي سهولتون نه آهن. خير، ٻي ڏاڍي وڻندڙ شيءِ نه آهي: I/O بورڊ عام طور تي ان پٽ جي طور تي ڪنهن قسم جي متحد سگنل جي توقع ڪندا آهن، ۽ انهن وٽ فيلڊ سامان کان ڪهڪشان ڌار ڌار نه هوندو آهي، تنهنڪري توهان کي مختلف ڪنورشن ماڊلز ۽ وچولي سرڪيٽري مان هڪ باهه ٺاهڻ جي ضرورت آهي، جيڪو عنصر جي بنياد کي تمام گهڻو پيچيده ڪري ٿو.
galvanic علحدگيء سان وچولي سگنل تبادلي ماڊلز. ذريعو:
"صنعتي بس پروٽوڪول بابت ڇا؟" - توهان پڇو. ڪجھ به نه. اهو هن عمل ۾ موجود ناهي. ڪيبل لائينز ذريعي، سگنل سينسرز کان سگنل ڪنورٽرز تائين سفر ڪري ٿو، ڪنورٽرز وولٹیج کي ڊسڪريٽ يا اينالاگ I/O بورڊ کي فراهم ڪن ٿا، ۽ بورڊ مان ڊيٽا اڳ ۾ ئي OS استعمال ڪندي I/O بندرگاهن ذريعي پڙهي ويندي آهي. ۽ ڪو خاص پروٽوڪول ناهي.
ڪيئن جديد صنعتي بسون ۽ پروٽوڪول ڪم
ھاڻ ڇا؟ تاريخ تائين، خودڪار نظام جي تعمير جو طبقاتي نظريو ٿورڙو تبديل ٿي چڪو آهي. ڪيترن ئي عنصر هڪ ڪردار ادا ڪيو، انهي حقيقت سان شروع ٿئي ٿو ته آٽوميشن پڻ آسان هجڻ گهرجي، ۽ هڪ ٻئي کان ريموٽ نوڊس سان ورهايل خودڪار سسٽم جي رجحان سان ختم ٿيڻ.
شايد اسان اهو چئي سگهون ٿا ته اڄ آٽوميشن سسٽم جي تعمير لاء ٻه مکيه مفهوم آهن: مقامي ۽ ورهايل خودڪار نظام.
لوڪلائزڊ سسٽم جي صورت ۾، جتي ڊيٽا گڏ ڪرڻ ۽ ڪنٽرول هڪ مخصوص هنڌ تي مرڪزي حيثيت رکي ٿو، ان پٽ/آئوٽ پٽ ماڊلز جي هڪ مخصوص سيٽ جو تصور هڪ عام فاسٽ بس، بشمول هڪ ڪنٽرولر پنهنجي مٽا سٽا واري پروٽوڪول سان، هڪ ٻئي سان ڳنڍيو آهي. هن حالت ۾، ضابطي جي طور تي، I/O ماڊلز ۾ شامل آهن سگنل ڪنورٽر ۽ گليوانڪ آئسوليشن (جيتوڻيڪ، يقينا، هميشه نه). اهو آهي، آخري صارف لاء اهو سمجهڻ ڪافي آهي ته ڪهڙي قسم جا سينسرز ۽ ميڪانيزم خودڪار سسٽم ۾ موجود هوندا، مختلف قسم جي سگنلن لاء گهربل ان پٽ / آئوٽ ماڊل جي تعداد کي ڳڻيو ۽ انهن کي ڪنٽرولر سان هڪ عام لائين ۾ ڳنڍيو. . انهي حالت ۾، ضابطي جي طور تي، هر ڪارخانو استعمال ڪري ٿو پنهنجي پسنديده مٽاسٽا پروٽوڪول I/O ماڊلز ۽ ڪنٽرولر جي وچ ۾، ۽ هتي ڪيترائي اختيار ٿي سگهن ٿا.
ورهايل سسٽم جي صورت ۾، هر شيء جيڪا لوڪلائزڊ سسٽم جي سلسلي ۾ چئجي ٿي، صحيح آهي، ان کان علاوه، اهو ضروري آهي ته انفرادي اجزاء، مثال طور، ان پٽ-آئوٽ پٽ ماڊلز جو هڪ سيٽ ۽ معلومات گڏ ڪرڻ ۽ منتقل ڪرڻ لاء هڪ ڊوائيس - a نه. تمام سمارٽ مائڪرو ڪنٽرولر جيڪو فيلڊ ۾ بوٿ ۾ ڪٿي بيٺو آهي، والو جي اڳيان جيڪو تيل کي بند ڪري ٿو - ساڳئي نوڊس سان رابطو ڪري سگهي ٿو ۽ مکيه ڪنٽرولر سان وڏي فاصلي تي هڪ مؤثر مٽا سٽا جي شرح سان.
ڊولپرز پنهنجي پروجيڪٽ لاءِ پروٽوڪول ڪيئن چونڊيندا آهن؟ سڀ جديد مٽا سٽا پروٽوڪول ڪافي اعلي ڪارڪردگي مهيا ڪن ٿا، تنهنڪري هڪ يا ٻئي ڪاريگر جو انتخاب اڪثر هن صنعتي بس تي مٽا سٽا جي شرح سان طئي نه ڪيو آهي. پروٽوڪول جو عمل پاڻ کي ايترو اهم نه آهي، ڇاڪاڻ ته، سسٽم ڊولپر جي نقطي نظر کان، اهو اڃا تائين هڪ ڪارو باڪس هوندو جيڪو هڪ خاص اندروني مٽاسٽا جي جوڙجڪ مهيا ڪري ٿو ۽ ٻاهرئين مداخلت لاء ٺهيل ناهي. گهڻو ڪري، عملي خاصيتن تي ڌيان ڏنو ويندو آهي: ڪمپيوٽر جي ڪارڪردگي، هٿ ۾ ڪم ڪرڻ لاء ٺاهيندڙ جي تصور کي لاڳو ڪرڻ ۾ آسان، I / O ماڊلز جي گهربل قسم جي دستيابي، بغير ٽوڙڻ کان سواء گرم-swapable ماڊلز جي صلاحيت. بس، وغيره
مشهور سامان فراهم ڪرڻ وارا پنهنجا پنهنجا صنعتي پروٽوڪول لاڳو ڪندا آهن: مثال طور، مشهور ڪمپني Siemens ترقي ڪري رهي آهي پنهنجي سيريز جي Profinet ۽ Profibus پروٽوڪولن، B&R ترقي ڪري رهي آهي پاور لنڪ پروٽوڪول، Rockwell Automation ترقي ڪري رهي آهي EtherNet/IP پروٽوڪول. مثالن جي هن فهرست ۾ هڪ گهريلو حل: روسي ڪمپني Fastwel کان FBUS پروٽوڪول جو هڪ نسخو.
اتي پڻ وڌيڪ آفاقي حل آھن جيڪي ھڪڙي خاص ٺاھيندڙ سان ڳنڍيل نه آھن، جھڙوڪ EtherCAT ۽ CAN. اسان مضمون جي تسلسل ۾ تفصيل سان انهن پروٽوڪول جو تجزيو ڪنداسين ۽ معلوم ڪنداسين ته انهن مان ڪهڙن مخصوص ايپليڪيشنن لاءِ بهتر موزون آهن: آٽوموٽو ۽ ايرو اسپيس انڊسٽريز، اليڪٽرانڪس جي پيداوار، پوزيشننگ سسٽم ۽ روبوٽڪس. رابطي ۾ رهڻ!
جو ذريعو: www.habr.com