Waxaan ka hadalnay sida basaska iyo borotokoollada ugu shaqeeyaan automation warshadaha. Markan waxaan diiradda saari doonaa xalalka shaqada ee casriga ah: waxaan eegi doonaa borotokoolka loo isticmaalo nidaamyada adduunka oo dhan. Aynu tixgelinno tignoolajiyada shirkadaha Jarmalka ee Beckhoff iyo Siemens, Austrian B&R, American Rockwell Automation iyo Fastwel-ka Ruushka. Waxaan sidoo kale baran doonaa xalalka caalamiga ah ee aan ku xirneyn soo saaraha gaarka ah, sida EtherCAT iyo CAN.
Dhamaadka maqaalka waxaa jiri doona miiska isbarbardhigga oo leh sifooyinka EtherCAT, POWERLINK, PROFINET, EtherNet/IP iyo ModbusTCP borotokoolka.
Kuma darin PRP, HSR, OPC UA iyo borotokool kale dib u eegista, sababtoo ah Waxaa jira maqaallo aad u wanaagsan oo ku saabsan HabrΓ© oo ay qoreen injineeradayada kuwaas oo horumarinaya nidaamyada automation warshadaha. Tusaale ahaan, ΠΈ .
Marka hore, aynu qeexno erey-bixinta: Industrial Ethernet = shabakad warshadeed, Fieldbus = baska goobta. Automation-ka warshadaha ee Ruushka, waxaa jira jahawareer xagga shuruudaha la xiriira baska goobta iyo shabakadda warshadaha heerka hoose. Badanaa ereyadan waxaa lagu daraa hal fikrad oo aan caddayn oo loo yaqaan "heer hoose", taas oo loo tixraacayo labadaba baska iyo baska hoose, in kasta oo laga yaabo inuusan bas wada ahayn.
Waa maxay sababta sidaas?Jahwareerkani wuxuu u badan yahay sababtoo ah qaar badan oo ka mid ah kontaroolayaasha casriga ah, isku xirka cutubyada I/O waxaa inta badan lagu hirgeliyaa iyada oo la adeegsanayo baska dhabarka ama baska jirka. Taasi waa, xiriiriyaha baska qaarkood iyo xirayaasha ayaa loo isticmaalaa in lagu daro dhowr qaybood oo hal unug ah. Laakiin qanjidhada noocaan ah, markeeda, waxaa isku xiri kara shabakad warshadeed iyo baska goobta. Eray bixinta reer galbeedka waxaa jira kala qaybsanaan cad: shabakadu waa shabakad, bas waa bas. Midka kowaad waxaa loo qoondeeyay ereyga Industrial Ethernet, ka labaadna waxaa u qoondeeyay Fieldbus. Maqaalku wuxuu soo jeedinayaa in loo isticmaalo ereyga "shabakadda warshadaha" iyo ereyga "baska goobta" fikradahaas, siday u kala horreeyaan.
Heerarka shabakadda warshadaha EtherCAT, oo uu sameeyay Beckhoff
Nidaamka EtherCAT iyo shabakada warshadaha ayaa laga yaabaa inay tahay mid ka mid ah hababka ugu dhaqsaha badan ee gudbinta xogta ee hababka otomaatiga ah maanta. Shabakadda EtherCAT waxaa si guul leh loogu istcimaalay nidaamyada otomaatiga ah ee loo qaybiyey, halkaas oo noodhadhka isdhexgalka lagu kala soocayo masaafo dheer.
Hab-maamuuska EtherCAT wuxuu isticmaalaa jaangooyooyinka caadiga ah ee Ethernet si uu u gudbiyo telegaraamkiisa, sidaas darteed waxay ku sii soconaysaa qalab kasta oo Ethernet caadiga ah, dhab ahaantii, soo dhaweynta xogta iyo gudbinta waxaa lagu abaabuli karaa kontaroole kasta oo Ethernet ah, haddii la helo software ku habboon.
Xakameeyaha Beckhoff oo wata cutubyo I/O ah. Xigasho:
Tilmaamaha hab-maamuuska waa furan yahay oo la heli karaa, laakiin kaliya gudaha qaabka ururka horumarinta - EtherCAT Technology Group.
Waa kuwan sida EtherCAT u shaqeyso (muuqaalku waa qurxin, sida ciyaarta Zuma Inca):
Xawaaraha sarrifka sare ee nidaamkan - waxaanan ka hadli karnaa halbeegyada microseconds - waxaa la ogaaday xaqiiqda ah in horumariyayaashu ay diideen inay beddelaan iyaga oo isticmaalaya telegram si toos ah loogu diray qalab gaar ah. Taa baddalkeeda, hal telegram ayaa loo diraa shabakadda EtherCAT, oo lagu hagaajiyo dhammaan aaladaha isku mar, mid kasta oo ka mid ah qanjidhada addoonta ah ee ururinta iyo gudbinta macluumaadka (waxaa sidoo kale badanaa loo yaqaan OSO - qalab isgaarsiineed) ayaa ka qaata "duqsi" xogtii loogu tala galay oo telegram gelinaysa xogta uu diyaarka u yahay in lagu bedelo. Telegram-ka ayaa markaa loo diraa noodhka addoonta ee xiga, halkaas oo isla qalliin la mid ah uu dhaco. Ka dib markii la dhex maro dhammaan qalabka xakamaynta, telegram-ka ayaa lagu soo celiyaa kontoroolka ugu weyn, kaas oo, iyada oo ku saleysan xogta laga helay aaladaha addoonsiga, waxay fulisaa caqli-galka xakamaynta, mar kale la falgasho iyada oo loo marayo telegram-ka qanjidhada addoonta, taas oo soo saarta calaamadda xakamaynta qalabka.
Shabakadda EtherCAT waxay yeelan kartaa nooc kasta oo topology ah, laakiin nuxur ahaan had iyo jeer waxay ahaan doontaa giraan - iyadoo ay ugu wacan tahay adeegsiga qaab laba-laab ah oo buuxa iyo laba xiriiriye Ethernet ah. Sidan, telegram-ka ayaa had iyo jeer loogu gudbin doonaa si isdaba joog ah qalab kasta oo baska saaran.
Shabakadda Ethercat oo leh qandho badan. Xigasho:
Jid ahaan, qeexitaanka EtherCAT kuma jiraan xaddidaadyo ku saabsan lakabka jirka ee 100Base-TX, sidaas darteed hirgelinta borotokoolka ayaa suurtagal ah iyadoo lagu saleynayo gigabit iyo khadadka indhaha.
Furo shabakadaha warshadaha iyo heerarka PROFIBUS/NET ee Siemens
Welwelka Jarmalka Siemens ayaa muddo dheer caan ku ahaa kontaroolayaasha macquulka ah ee barnaamijka (PLCs), kuwaas oo laga isticmaalo adduunka oo dhan.
Xog-isweydaarsiga u dhexeeya qanjidhada nidaamka otomaatiga ah ee ay maamusho qalabka Siemens waxaa lagu fuliyaa labadaba iyada oo la sii marayo baska goobta ee loo yaqaan PROFIBUS iyo shabakadda warshadaha PROFINET.
Baska PROFIBUS wuxuu isticmaalaa fiilo laba-core gaar ah oo leh DB-9 xiriiriye. Siemens waxay ku leedahay guduud, laakiin waxaan aragnay kuwa kale ficil ahaan :). Si loo xidho noodhyo badan, xidhiidhiyehu wuxuu xidhi karaa laba fiilood. Waxa kale oo ay leedahay furaha iska caabinta terminalka. Iska caabbinta terminal waa in lagu shido aaladaha ugu dambeeya ee shabakada, sidaas darteed waxay muujineysaa in tani ay tahay aaladda ugu horreysa ama ugu dambeysa, ka dibna ma jiraan wax, mugdi iyo faaruq ah (dhammaan rs485s waxay u shaqeeyaan sidan oo kale). Haddii aad daarato iska caabiyaha xiriiriyaha dhexe, qaybta ku xigta waa la daminayaa.
Fiilada PROFIBUS oo leh xiriiriyeyaasha isku xira. Xigasho:
Shabakadda PROFINET waxay isticmaashaa fiilada lamaanaha ah ee analooga ah, badiyaa wata isku xirayaasha RJ-45, fiilada waa midab cagaaran. Haddii topology-ga PROFIBUS uu yahay bas, markaa topology-ga shabakadda PROFINET waxay noqon kartaa wax kasta: giraan, xiddig, geed, ama wax kasta oo la isku daray.
Xakameeyaha Siemens oo leh fiilada PROFINET ee ku xiran. Xigasho: w3.siemens.com
Waxaa jira dhowr borotokool isgaarsiineed baska PROFIBUS iyo shabakada PROFINET.
Loogu talagalay PROFIBUS:
- PROFIBUS DP - Hirgelinta nidaamkan waxay ku lug leedahay isgaadhsiinta aaladaha addoonsiga ee fog; marka laga hadlayo PROFINET, borotokoolkaani wuxuu u dhigmaa borotokoolka PROFINET IO.
- PROFIBUS PA asal ahaan waxay la mid tahay PROFIBUS DP, oo kaliya loo isticmaalo noocyada aan qarxin karin ee gudbinta xogta iyo sahayda korontada (oo la mid ah PROFIBUS DP oo leh astaamo jireed oo kala duwan). Dhanka PROFINET, borotokoolka-ilaalinta qaraxa oo la mid ah PROFIBUS ma jiro weli.
- PROFIBUS FMS - waxaa loogu talagalay in lagu beddelo xogta nidaamyada ka yimaadda soosaarayaasha kale ee aan isticmaali karin PROFIBUS DP. Analooga PROFIBUS FMS ee shabakada PROFINET waa borotokoolka PROFINET CBA.
Loogu talagalay PROFINET:
- PROFINET IO;
- PROFINET CBA.
Xeerka PROFINET IO wuxuu u qaybsan yahay dhawr qaybood:
- PROFINET NRT (waqtiga aan-dhabta ahayn) - loo isticmaalo arjiyada halka cabirrada waqtigu aanay muhiim ahayn. Waxay isticmaashaa borotokoolka wareejinta xogta Ethernet TCP/IP iyo sidoo kale UDP/IP.
- PROFINET RT (waqtiga dhabta ah) - halkan xogta I/O waxaa lagu fuliyaa iyadoo la adeegsanayo xargaha Ethernet, laakiin xogta ogaanshaha iyo isgaarsiinta ayaa wali lagu wareejiyaa UDP/IP.
- PROFINET IRT (Isochronous Real Time) - Nidaamkan waxaa si gaar ah loogu sameeyay codsiyada xakamaynta dhaqdhaqaaqa waxaana ku jira wejiga wareejinta xogta isochronous.
Sida hirgelinta PROFINET IRT borotokoolka adag ee waqtiga-dhabta ah, isgaarsiinta leh aaladaha fogfog waxay u kala saartaa laba kanaal isweydaarsi: isochronous iyo asynchronous. Kanaalka isochronous leh dhererka wareegtada sarrifka go'an wuxuu isticmaalaa isku-dubbaridka saacadda wuxuuna gudbiyaa xogta waqtiga- muhimka ah; telegaraamyada heerka labaad ayaa loo isticmaalaa gudbinta. Muddada gudbinta ee kanaalka isochronous kama badna 1 millisek.
Kanaalka asynchronous wuxuu gudbiyaa waxa loogu yeero xogta waqtiga-dhabta ah, kaas oo sidoo kale wax looga qabto cinwaanka MAC. Intaa waxaa dheer, macluumaad kala duwan oo ogaanshaha iyo kaalmaynta ayaa lagu kala qaadaa TCP/IP. Midkoodna xogta wakhtiga-dhabta ah, macluumaad kale oo aad uga yar, dabcan, kama joojin karaan wareegga isochronous.
Qaabka la dheereeyey ee PROFINET IO loogama baahna nidaam kasta oo automation warshadaha, markaa hab-maamuuska waxaa loo miisaamayaa mashruuc gaar ah, iyadoo la tixgelinayo fasallada u hoggaansanaanta ama fasallada waafaqsanaanta: CC-A, CC-B, CC-CC. Fasallada u hoggaansanaanta waxay kuu oggolaanayaan inaad doorato aaladaha goobta iyo qaybaha laf dhabarta oo leh shaqada ugu yar ee loo baahan yahay.
Source:
Nidaamka sarrifka labaad ee shabakadda PROFINET - PROFINET CBA - waxaa loo isticmaalaa in lagu abaabulo isgaarsiinta warshadaha ee u dhexeeya qalabka ka soo saaraha kala duwan. Qaybta ugu muhiimsan ee wax soo saarka ee nidaamyada IAS waa qayb gaar ah oo loo yaqaan qayb. Qaybtani inta badan waa ururinta qaybaha makaanikada, korantada iyo elektiroonigga ee qalabka ama rakibaadda, iyo sidoo kale software-ka codsiga la xidhiidha. Qayb kasta, module software ah ayaa loo doortay kaas oo ka kooban sharraxaad dhammaystiran oo ku saabsan is-dhexgalka qaybtan iyada oo la raacayo shuruudaha heerka PROFINET. Ka dib markaa modules-yada software-ka waxaa loo isticmaalaa in lagu beddelo xogta qalabka.
B&R Ethernet POWERLINK borotokoolka
Hab-maamuuska Powerlink waxaa soo saartay shirkadda Austrian ee B&R horraantii 2000-meeyadii. Kani waa hirgalinta kale ee borotokoolka wakhtiga-dhabta ah ee sare ee heerka Ethernet. Tilmaamaha borotokoolka waa la heli karaa waxaana loo qaybiyaa si xor ah.
Tiknoolajiyada Powerlink waxay isticmaashaa waxa loogu yeero habka codbixinta ee isku dhafan, marka dhammaan isdhexgalka aaladaha loo qaybiyo dhowr waji. Xogta khaaska ah ee muhiimka ah waxaa lagu kala qaadaa marxaladda is-weydaarsiga isochronous, kaas oo wakhtiga jawaabta loo baahan yahay la habeeyey; xogta soo hadhay ayaa la gudbin doonaa, mar kasta oo ay suurtagal tahay, marxaladda asynchronous.
Kontoroolka B&R oo wata cutubyo I/O ah. Xigasho: br-automation.com
Hab-maamuuska ayaa markii hore lagu fuliyay dusha sare ee lakabka jireed ee 100Base-TX, laakiin markii dambe waxaa la sameeyay hirgelinta gigabit.
Hab-maamuuska Powerlink waxa uu isticmaalaa habka jadwalka isgaadhsiinta. Calaamad gaar ah ama fariin xakameyn ah ayaa loo diraa shabakada, iyadoo la kaashanayo taas oo lagu go'aaminayo mid ka mid ah aaladaha hadda haysta ogolaanshaha isdhaafsiga xogta. Hal qalab oo kaliya ayaa heli kara sarifka hal mar.
Matalaadda qaabaysan ee shabakadda Ethernet POWERLINK oo leh noodhyo badan.
Marxaladda isochronous, kantaroolaha codbixinta ayaa si isdaba joog ah u soo diraya codsi nood kasta oo uu uga baahan yahay inuu ka helo xogta muhiimka ah.
Marxaladda isochronous waxaa la sameeyaa, sidii horeba loo sheegay, oo leh wakhti wareeg ah oo la hagaajin karo. Marxaladda asynchronous ee is-weydaarsiga, xirmada borotokoolka IP-ga ayaa la isticmaalaa, koontarooluhu wuxuu ka codsadaa xog aan muhiim ahayn dhammaan noodyada, kuwaas oo soo dira jawaab marka ay helaan gudbinta shabakadda. Saamiga wakhtiga u dhexeeya wejiyada isochronous iyo asynchronous waxaa lagu hagaajin karaa gacanta.
Rockwell Automation Ethernet/IP Protocol
Hab-maamuuska EtherNet/IP waxa la sameeyay iyada oo ay si firfircoon uga qayb qaadatay shirkadda Maraykanka ee Rockwell Automation sanadkii 2000. Waxay isticmaashaa xirmooyinka TCP iyo UDP IP, waxayna ku fidisaa codsiyada iswada ee warshadaha. Qaybta labaad ee magaca, liddi ku ah caqiidada caanka ah, macnaheedu maaha borotokoolka Internetka, laakiin borotokoolka warshadaha. UDP IP waxay isticmaashaa xirmada isgaarsiineed ee CIP (Common Interface Protocol), kaas oo sidoo kale lagu isticmaalo shabakadaha ControlNet/DeviceNet waxaana laga hirgaliyay korka TCP/IP.
Faahfaahinta EtherNet/IP si guud ayaa loo heli karaa oo si xor ah ayaa loo heli karaa. Shabakadda Ethernet/IP ee topology waxay noqon kartaa mid aan sabab lahayn oo ay ku jiraan giraanta, xiddigta, geedka ama baska.
Marka lagu daro shaqooyinka caadiga ah ee HTTP, FTP, SMTP, EtherNet/IP borotokoollada, waxay fulisaa wareejinta xogta waqtiga-muhiimka ah ee u dhexeeya kantaroolaha codbixinta iyo aaladaha I / O. Gudbinta xogta aan wakhtiga muhiimka ahayn waxaa bixiya baakadaha TCP, iyo gudbinta wakhtiga muhiimka ah ee xogta xakamaynta wareegga waxaa lagu fuliyaa hab-raaca UDP.
Si loo waafajiyo wakhtiga nidaamyada qaybsan, EtherNet/IP waxay isticmaashaa borotokoolka CIPsync, kaas oo ah kordhinta hab-maamuuska isgaarsiinta CIP.
Shabakadda shabakadda Ethernet/IP oo leh dhowr nood iyo isku xirka aaladaha Modbus. Xigasho:
Si loo fududeeyo habaynta shabakadda EtherNet/IP, inta badan aaladaha iswada ee caadiga ah waxay wataan faylal qaabayn horay loo sii qeexay.
Hirgelinta borotokoolka FDUS ee Fastwel
Waxaan muddo dheer ka fikirnay in lagu daro liiskan shirkadda Ruushka ee Fastwel iyada oo la adeegsanayo gudaha gudaha borotokoolka warshadaha FPUS, laakiin ka dib waxaan go'aansanay inaan qorno dhowr cutub si aan si fiican u fahamno xaqiiqooyinka beddelka soo dejinta.
Waxaa jira laba fulin oo jireed oo FPUS ah. Mid ka mid ah waa bas kaas oo nidaamka FPUS uu ku socdo heerka sare ee RS485. Intaa waxaa dheer, waxaa jira hirgelinta FPUS ee shabakadda Ethernet warshadaha.
FBUS si dhib leh looguma yeeri karo borotokoolka xawaaraha sare leh; waqtiga jawaab celinta waxay si xoog leh ugu xiran tahay tirada I/O modules ee baska iyo cabbirrada sarrifka; inta badan waxay u dhexeysaa 0,5 ilaa 10 millise seconds. Mid ka mid ah noodhka addoonta ee FBUS wuxuu ka koobnaan karaa 64 qaybood oo I/O ah. Baska goobta, dhererka fiilada kama badnaan karo mitirka 1, markaa kama hadlayno nidaamyada la qaybiyey. Ama halkii, way sameyneysaa, laakiin kaliya marka la isticmaalayo shabakada FDUS ee warshadaha ee TCP/IP, taas oo macnaheedu yahay korodhka wakhtiga codbixinta dhowr jeer. Xadhkaha dheeraynta baska waxaa loo isticmaali karaa in lagu xidho cutubyada, taas oo u ogolaanaysa meelaynta ku haboon ee cutubyada golaha automationka.
Xakameeyaha Fastwel oo leh cutubyo I/O ah oo ku xiran. Xigasho:
Wadarta: sida waxaas oo dhan loogu isticmaalo ficil ahaan nidaamyada xakamaynta habraaca tooska ah
Dabcan, noocyada kala duwan ee nidaamyada xogta wareejinta warshadaha casriga ah ayaa aad uga weyn sidii aan ku qeexnay maqaalkan. Qaarkood waxay ku xidhan yihiin soo saaraha gaarka ah, qaar, liddi ku ah, waa caalami. Marka la samaynayo hababka xakamaynta otomaatiga ah (APCS), injineerku waxa uu doortaa hab-maamuuska ugu wanagsan, isaga oo tixgelinaya hawlo gaar ah iyo xaddidaadyo (farsamo iyo miisaaniyad).
Haddii aan ka hadalno baahsanaanta nidaamka sarrifka gaarka ah, waxaan ku siin karnaa jaantuska shirkadda Hal qayb oo ka mid ah HMS Networks AB, taas oo muujinaysa saamiyada suuqa ee teknoolajiyada sarrifka kala duwan ee shabakadaha warshadaha.
Source:
Sida ka muuqata jaantuska, PRONET iyo PROFIBUS oo ka socota Siemens ayaa ku jira jagooyinka hogaaminaya.
Waxa xiiso leh, 6 sano ka hor .
Jadwalka hoose waxa uu ka kooban yahay xog kooban oo ku saabsan hab-maamuuska sarrifka ee lagu tilmaamay. Halbeegyada qaarkood, tusaale ahaan, waxqabadka, ayaa lagu muujiyey erayo aan la taaban karin: sare/hoose. Wax u dhigma tirooyinka ayaa laga heli karaa maqaallada falanqaynta waxqabadka.
|
|
EtherCAT
|
POWERLINK
|
PROFINET
|
Ethernet/IP
|
ModbusTCP
|
|
Lakabka jirka
|
100/1000 BASE-TX
|
100/1000 BASE-TX
|
100/1000 BASE-TX
|
100/1000 BASE-TX
|
100/1000 BASE-TX
|
|
Heerka xogta
|
Kanaalka (Ethernet frames)
|
Kanaalka (Ethernet frames)
|
Kanaalka (Freeemyada Ethernet), Shabakadda/gaadiidka (TCP/IP)
|
Shabakadda/Gaadiidka (TCP/IP)
|
Shabakadda/Gaadiidka (TCP/IP)
|
|
Taageerada waqtiga dhabta ah
|
Haa
|
Haa
|
Haa
|
Haa
|
No
|
|
Wax-soo-saarka
|
VysΠΎΠΊΠ°Ρ
|
VysΠΎΠΊΠ°Ρ
|
IRT - sare, RT - dhexdhexaad ah
|
Celcelis ahaan
|
Nizkaya
|
|
Dhererka fiilada ee u dhexeeya qanjidhada
|
100
|
100m/2km
|
100
|
100
|
100
|
|
Wejiyada wareejinta
|
No
|
Isochronous + asynchronous
|
IRT β isochronous + asynchronous, RT β asynchronous
|
No
|
No
|
|
Tirada noodhka
|
65535
|
240
|
Xaddidaadda Shabakadda TCP/IP
|
Xaddidaadda Shabakadda TCP/IP
|
Xaddidaadda Shabakadda TCP/IP
|
|
Xallinta isku dhaca
|
Ring topology
|
Isku-dubarid saacad, wejiyada gudbinta
|
Ring topology, wejiyada gudbinta
|
Wareegyada, topology-ga xiddigaha
|
Wareegyada, topology-ga xiddigaha
|
|
Kulul isdhaafsi
|
No
|
Haa
|
Haa
|
Haa
|
Iyada oo ku xidhan fulinta
|
|
Qiimaha qalabka
|
Nizkaya
|
Nizkaya
|
VysΠΎΠΊΠ°Ρ
|
Celcelis ahaan
|
Nizkaya
|
Meelaha lagu dabaqo hab-maamuuska sarrifka ee lagu tilmaamay, basaska goobta iyo shabakadaha warshadaha ayaa aad u kala duwan. Laga soo bilaabo warshadaha kiimikada iyo baabuurta ilaa tignoolajiyada hawada sare iyo wax soo saarka elegtarooniga. Nidaamyada isweydaarsiga xawaaraha sare leh ayaa loo baahan yahay nidaamyada meelaynta waqtiga-dhabta ah ee aaladaha kala duwan iyo robotics-ka.
Waa maxay hab-maamuusyada aad ku shaqeysay oo xaggee ku dabaqday? La wadaag khibradaada faallooyinka. π
Source: www.habr.com