a sọrọ nipa bii awọn ọkọ akero ati awọn ilana ṣe n ṣiṣẹ ni adaṣe ile-iṣẹ. Ni akoko yii a yoo dojukọ awọn solusan iṣẹ ode oni: a yoo wo kini awọn ilana ti a lo ninu awọn eto ni ayika agbaye. Jẹ ki a ṣe akiyesi awọn imọ-ẹrọ ti awọn ile-iṣẹ Jamani Beckhoff ati Siemens, B&R Austrian, Automation Rockwell Amẹrika ati Russian Fastwel. A yoo tun ṣe iwadi awọn solusan agbaye ti ko ni asopọ si olupese kan pato, gẹgẹbi EtherCAT ati CAN.
Ni ipari nkan naa yoo wa tabili lafiwe pẹlu awọn abuda ti EtherCAT, POWERLINK, PROFINET, EtherNet/IP ati awọn ilana ModbusTCP.
A ko pẹlu PRP, HSR, OPC UA ati awọn ilana miiran ninu atunyẹwo, nitori Awọn nkan ti o tayọ ti wa tẹlẹ lori wọn lori Habré nipasẹ awọn onimọ-ẹrọ ẹlẹgbẹ wa ti o n dagbasoke awọn eto adaṣe ile-iṣẹ. Fun apere, и .
Ni akọkọ, jẹ ki a ṣalaye awọn ọrọ-ọrọ: Ethernet Industrial = nẹtiwọọki ile-iṣẹ, Fieldbus = ọkọ akero aaye. Ni adaṣiṣẹ ile-iṣẹ Russia, iporuru wa ni awọn ofin ti o ni ibatan si ọkọ akero aaye ati nẹtiwọọki ile-iṣẹ kekere. Nigbagbogbo awọn ofin wọnyi ni idapo sinu ẹyọkan, imọran aiduro ti a pe ni “ipele kekere”, eyiti o tọka si bi ọkọ akero mejeeji ati ọkọ akero kekere kan, botilẹjẹpe o le ma jẹ ọkọ akero rara.
Kini idi bẹIdarudapọ yii ṣee ṣe nitori otitọ pe ni ọpọlọpọ awọn olutona ode oni, asopọ ti awọn modulu I / O nigbagbogbo ni imuse nipa lilo ẹhin ọkọ ofurufu tabi ọkọ akero ti ara. Iyẹn ni, awọn olubasọrọ akero kan ati awọn asopọ ti wa ni lilo lati darapo ọpọlọpọ awọn modulu sinu ẹyọkan kan. Ṣugbọn iru awọn apa, ni ọna, le jẹ isọpọ nipasẹ mejeeji nẹtiwọọki ile-iṣẹ ati ọkọ akero aaye kan. Ninu awọn ọrọ iwọ-oorun iwọ-oorun ni ipin ti o han gbangba: nẹtiwọọki jẹ nẹtiwọọki kan, ọkọ akero jẹ ọkọ akero. Akọkọ jẹ apẹrẹ nipasẹ ọrọ Ethernet Industrial, ekeji nipasẹ Fieldbus. Nkan naa daba lati lo ọrọ naa “nẹtiwọọki ile-iṣẹ” ati ọrọ naa “ọkọ ayọkẹlẹ aaye” fun awọn imọran wọnyi, lẹsẹsẹ.
boṣewa nẹtiwọki nẹtiwọki EtherCAT, ni idagbasoke nipasẹ Beckhoff
Ilana EtherCAT ati nẹtiwọọki ile-iṣẹ jẹ boya ọkan ninu awọn ọna iyara ti gbigbe data ni awọn eto adaṣe loni. Nẹtiwọọki EtherCAT ti lo ni aṣeyọri ni awọn eto adaṣe pinpin, nibiti awọn apa ibaraenisepo ti yapa lori awọn ijinna pipẹ.
Ilana EtherCAT nlo awọn fireemu Ethernet boṣewa lati ṣe atagba awọn telegram rẹ, nitorinaa o wa ni ibamu pẹlu eyikeyi ohun elo Ethernet boṣewa ati, ni otitọ, gbigba data ati gbigbe le ṣeto lori eyikeyi oludari Ethernet, ti pese sọfitiwia ti o yẹ wa.
Beckhoff adarí pẹlu kan ti ṣeto ti mo ti / O modulu. Orisun:
Sipesifikesonu Ilana naa ṣii ati pe o wa, ṣugbọn laarin ilana ti ẹgbẹ idagbasoke - EtherCAT Technology Group.
Eyi ni bii EtherCAT ṣe n ṣiṣẹ (iwoye naa jẹ alarinrin, bii ere Zuma Inca):
Iyara paṣipaarọ giga ninu ilana yii - ati pe a le sọrọ nipa awọn iwọn ti microseconds - ti rii daju pe awọn olupilẹṣẹ kọ lati ṣe paṣipaarọ nipa lilo awọn teligram ti a firanṣẹ taara si ẹrọ kan pato. Dipo, a firanṣẹ telegram kan si nẹtiwọọki EtherCAT, ti a koju si gbogbo awọn ẹrọ ni akoko kanna, ọkọọkan awọn apa ẹrú fun gbigba ati gbigbe alaye (wọn tun pe ni OSO - ohun elo ibaraẹnisọrọ ohun) gba lati ọdọ rẹ “lori fo” data ti a ti pinnu fun rẹ ati fi sii sinu teligram kan data ti o ti ṣetan lati pese fun paṣipaarọ. Tẹligiramu naa lẹhinna ranṣẹ si ipade ẹrú ti o tẹle, nibiti iṣẹ kanna ba waye. Lẹhin ti o ti kọja gbogbo awọn ẹrọ iṣakoso, telegram ti pada si oludari akọkọ, eyiti, da lori data ti o gba lati ọdọ awọn ẹrọ ẹru, ṣe imuse ọgbọn iṣakoso, tun ṣe ibaraenisepo nipasẹ teligram pẹlu awọn apa ẹrú, eyiti o funni ni ifihan iṣakoso kan si awọn ẹrọ.
Nẹtiwọọki EtherCAT le ni eyikeyi topology, ṣugbọn ni pataki yoo jẹ oruka nigbagbogbo - nitori lilo ipo duplex kikun ati awọn asopọ Ethernet meji. Ni ọna yii, teligiramu naa yoo ma tan kaakiri ni atẹlera si ẹrọ kọọkan lori ọkọ akero.
Aṣoju sikematiki ti nẹtiwọọki Ethercat pẹlu awọn apa pupọ. Orisun:
Nipa ọna, sipesifikesonu EtherCAT ko ni awọn ihamọ lori Layer ti ara 100Base-TX, nitorinaa imuse ilana naa ṣee ṣe da lori gigabit ati awọn laini opiti.
Ṣii awọn nẹtiwọọki ile-iṣẹ ati awọn iṣedede PROFIBUS/NET lati Siemens
Awọn ibakcdun ara Jamani Siemens ti jẹ mimọ fun igba pipẹ fun awọn olutona ọgbọn eto (PLCs), eyiti a lo jakejado agbaye.
Paṣipaarọ data laarin awọn apa ti eto adaṣe adaṣe nipasẹ ohun elo Siemens ni a ṣe mejeeji nipasẹ ọkọ akero aaye ti a pe ni PROFIBUS ati ni nẹtiwọọki ile-iṣẹ PROFINET.
Bosi PROFIBUS nlo okun pataki meji-mojuto pẹlu awọn asopọ DB-9. Siemens ni o ni eleyi ti, ṣugbọn a ti ri awọn miiran ni iwa :). Lati so ọpọ awọn apa, asopo le so awọn kebulu meji pọ. O tun ni iyipada fun resistor ebute. Awọn resistor ebute gbọdọ wa ni titan ni awọn ẹrọ ipari ti nẹtiwọọki, nitorina o nfihan pe eyi ni akọkọ tabi ẹrọ ikẹhin, ati lẹhin rẹ ko si nkankan, okunkun nikan ati ofo (gbogbo awọn rs485 ṣiṣẹ bii eyi). Ti o ba tan resistor lori asopo agbedemeji, apakan ti o tẹle yoo wa ni pipa.
PROFIBUS USB pẹlu pọ asopo. Orisun:
Nẹtiwọọki PROFINET nlo okun alayidi afọwọṣe, nigbagbogbo pẹlu awọn asopọ RJ-45, okun naa jẹ awọ alawọ ewe. Ti topology ti PROFIBUS jẹ ọkọ akero, lẹhinna topology ti nẹtiwọọki PROFINET le jẹ ohunkohun: oruka kan, irawọ kan, igi kan, tabi ohun gbogbo ni idapo.
Siemens oludari pẹlu okun PROFINET ti a ti sopọ. orisun: w3.siemens.com
Awọn ilana ibaraẹnisọrọ pupọ lo wa lori ọkọ akero PROFIBUS ati ni nẹtiwọọki PROFINET.
Fun PROFIBUS:
- PROFIBUS DP - imuse ilana yii jẹ ibaraẹnisọrọ pẹlu awọn ẹrọ ẹru latọna jijin; ninu ọran ti PROFINET, ilana yii ni ibamu si ilana PROFINET IO.
- PROFIBUS PA jẹ pataki kanna bi PROFIBUS DP, nikan lo fun awọn ẹya ẹri bugbamu ti gbigbe data ati ipese agbara (afọwọṣe si PROFIBUS DP pẹlu oriṣiriṣi awọn ohun-ini ti ara). Fun PROFINET, ilana imudaniloju bugbamu ti o jọra si PROFIBUS ko tii wa.
- PROFIBUS FMS - apẹrẹ fun paṣipaarọ data pẹlu awọn ọna ṣiṣe lati ọdọ awọn aṣelọpọ miiran ti ko le lo PROFIBUS DP. Afọwọṣe PROFIBUS FMS ni nẹtiwọọki PROFINET jẹ ilana PROFINET CBA.
Fun PROFINET:
- PROFINET IO;
- PROFINET CBA.
Ilana PROFINET IO ti pin si awọn kilasi pupọ:
- PROFINET NRT (kii ṣe akoko gidi) - ti a lo ninu awọn ohun elo nibiti awọn aye akoko ko ṣe pataki. O nlo ilana gbigbe data Ethernet TCP/IP ati UDP/IP.
- PROFINET RT (akoko gidi) - nibi I / O data paṣipaarọ ti wa ni muse lilo àjọlò awọn fireemu, ṣugbọn aisan ati ibaraẹnisọrọ data ti wa ni ṣi gbe nipasẹ UDP/IP.
- PROFINET IRT (Isochronous Real Time) - Ilana yii jẹ idagbasoke pataki fun awọn ohun elo iṣakoso išipopada ati pẹlu ipele gbigbe data isochronous kan.
Bi fun imuse ti Ilana gidi-akoko PROFINET IRT lile, fun awọn ibaraẹnisọrọ pẹlu awọn ẹrọ latọna jijin o ṣe iyatọ awọn ikanni paṣipaarọ meji: isochronous ati asynchronous. Ikanni isochronous pẹlu ipari gigun iyipada ti o wa titi nlo amuṣiṣẹpọ aago ati gbejade data pataki akoko; awọn teligiramu ipele keji ni a lo fun gbigbe. Iye akoko gbigbe ni ikanni isochronous ko kọja 1 millisecond.
Ikanni asynchronous n gbejade ohun ti a pe ni data akoko gidi, eyiti o tun koju nipasẹ adiresi MAC kan. Ni afikun, ọpọlọpọ awọn iwadii aisan ati alaye iranlọwọ ti wa ni gbigbe lori TCP/IP. Bẹni data gidi-akoko, pupọ kere si alaye miiran, nitorinaa, le ṣe idiwọ iyipo isochronous.
Eto ti o gbooro ti awọn iṣẹ PROFINET IO ko nilo fun gbogbo eto adaṣe ile-iṣẹ, nitorinaa ilana yii jẹ iwọn fun iṣẹ akanṣe kan, ni akiyesi awọn kilasi ibamu tabi awọn kilasi ibamu: CC-A, CC-B, CC-CC. Awọn kilasi ibamu gba ọ laaye lati yan awọn ẹrọ aaye ati awọn paati ẹhin pẹlu iṣẹ ṣiṣe to kere julọ ti a beere.
orisun:
Ilana paṣipaarọ keji ni nẹtiwọọki PROFINET - PROFINET CBA - ni a lo lati ṣeto ibaraẹnisọrọ ile-iṣẹ laarin ohun elo lati ọdọ awọn aṣelọpọ oriṣiriṣi. Ẹka iṣelọpọ akọkọ ni awọn eto IAS jẹ nkan kan ti a pe ni paati kan. Ẹya paati yii nigbagbogbo jẹ ikojọpọ ti ẹrọ, itanna ati awọn ẹya itanna ti ẹrọ tabi fifi sori ẹrọ, bakanna bi sọfitiwia ohun elo to somọ. Fun paati kọọkan, a yan module sọfitiwia ti o ni apejuwe pipe ti wiwo paati yii ni ibamu pẹlu awọn ibeere ti boṣewa PROFINET. Lẹhin eyi, awọn modulu sọfitiwia wọnyi ni a lo lati ṣe paṣipaarọ data pẹlu awọn ẹrọ.
B&R àjọlò POWERLINK Ilana
Ilana Powerlink jẹ idagbasoke nipasẹ ile-iṣẹ Austrian B&R ni ibẹrẹ awọn ọdun 2000. Eyi jẹ imuse miiran ti ilana-akoko gidi kan lori oke boṣewa Ethernet. Sipesifikesonu Ilana wa o si pin kaakiri larọwọto.
Imọ-ẹrọ Powerlink nlo ohun ti a pe ni ẹrọ idibo adapọ, nigbati gbogbo ibaraenisepo laarin awọn ẹrọ ti pin si awọn ipele pupọ. Ni pataki data pataki ni a gbejade ni ipele paṣipaarọ isochronous, fun eyiti a ṣeto akoko esi ti o nilo; data to ku ni yoo tan kaakiri, nigbakugba ti o ṣee ṣe, ni ipele asynchronous.
B & R adarí pẹlu kan ti ṣeto ti mo ti / O modulu. Orisun: br-automation.com
Ilana naa jẹ imuse ni akọkọ lori oke 100Base-TX ti ara Layer, ṣugbọn nigbamii imuse gigabit ti ni idagbasoke.
Ilana Powerlink nlo siseto siseto ibaraẹnisọrọ. Aami kan tabi ifiranṣẹ iṣakoso ni a firanṣẹ si nẹtiwọọki, pẹlu iranlọwọ eyiti o pinnu eyiti ninu awọn ẹrọ lọwọlọwọ ni igbanilaaye lati ṣe paṣipaarọ data. Ẹrọ kan ṣoṣo le ni iwọle si paṣipaarọ ni akoko kan.
Aṣoju sikematiki ti nẹtiwọọki POWERLINK Ethernet pẹlu awọn apa pupọ.
Ni ipele isochronous, oluṣakoso idibo leralera firanṣẹ ibeere kan si ipade kọọkan lati eyiti o nilo lati gba data pataki.
Ipele isochronous ni a ṣe, bi a ti sọ tẹlẹ, pẹlu akoko iyipo adijositabulu. Ni ipele asynchronous ti paṣipaarọ naa, a lo akopọ Ilana IP, oluṣakoso naa beere data ti ko ṣe pataki lati gbogbo awọn apa, eyiti o firanṣẹ esi bi wọn ṣe ni iraye si atagba si nẹtiwọọki naa. Iwọn akoko laarin isochronous ati awọn ipele asynchronous le ṣe atunṣe pẹlu ọwọ.
Rockwell Automation àjọlò / IP Protocol
Ilana EtherNet/IP ti ni idagbasoke pẹlu ikopa lọwọ ti ile-iṣẹ Amẹrika Rockwell Automation ni ọdun 2000. O nlo akopọ TCP ati UDP IP, o si fa siwaju fun awọn ohun elo adaṣe ile-iṣẹ. Apa keji ti orukọ naa, ni ilodi si igbagbọ olokiki, ko tumọ si Ilana Intanẹẹti, ṣugbọn Ilana Iṣẹ. UDP IP nlo akopọ ibaraẹnisọrọ CIP (Ilana Interface ti o wọpọ), eyiti o tun lo ninu awọn nẹtiwọọki ControlNet/DeviceNet ati pe a ṣe imuse lori oke TCP/IP.
Sipesifikesonu EtherNet/IP wa ni gbangba ati pe o wa larọwọto. Topology nẹtiwọki Ethernet/IP le jẹ lainidii ati pẹlu oruka, irawọ, igi tabi ọkọ akero.
Ni afikun si awọn iṣẹ boṣewa ti HTTP, FTP, SMTP, awọn ilana EtherNet/IP, o ṣe imuse gbigbe data akoko-pataki laarin oluṣakoso idibo ati awọn ẹrọ I / O. Gbigbe data ti kii ṣe pataki-akoko ni a pese nipasẹ awọn apo-iwe TCP, ati ifijiṣẹ akoko-pataki ti data iṣakoso cyclic ni a ṣe nipasẹ ilana UDP.
Lati mu akoko ṣiṣẹpọ ni awọn ọna ṣiṣe pinpin, EtherNet/IP nlo ilana CIPsync, eyiti o jẹ itẹsiwaju ti ilana ibaraẹnisọrọ CIP.
Aṣoju sikematiki ti nẹtiwọọki Ethernet/IP pẹlu ọpọlọpọ awọn apa ati asopọ ti awọn ẹrọ Modbus. Orisun:
Lati jẹ ki o rọrun iṣeto nẹtiwọọki EtherNet/IP, pupọ julọ awọn ẹrọ adaṣe adaṣe wa pẹlu awọn faili iṣeto ti a ti yan tẹlẹ.
Imuse ilana FBUS ni Fastwel
A ronu fun igba pipẹ boya lati ṣafikun ile-iṣẹ Russian Fastwel ninu atokọ yii pẹlu imuse inu ile ti Ilana ile-iṣẹ FPUS, ṣugbọn lẹhinna a pinnu lati kọ awọn paragi meji kan fun oye ti o dara julọ ti awọn otitọ ti fidipo agbewọle.
Awọn imuse ti ara meji wa ti FPUS. Ọkan ninu wọn jẹ ọkọ akero ninu eyiti ilana FBUS nṣiṣẹ lori oke boṣewa RS485. Ni afikun, imuse ti FBUS wa ni nẹtiwọọki Ethernet ile-iṣẹ kan.
FBUS ko le pe ni ilana iyara to gaju; akoko idahun da lori nọmba awọn modulu I/O lori ọkọ akero ati lori awọn aye paṣipaarọ; o maa n wa lati 0,5 si 10 milliseconds. Ipin ẹrú FBUS kan le ni awọn modulu I/O 64 nikan ninu. Fun ọkọ ayọkẹlẹ aaye kan, ipari okun ko le kọja mita 1, nitorinaa a ko sọrọ nipa awọn eto pinpin. Tabi dipo, o ṣe, ṣugbọn nikan nigba lilo nẹtiwọọki FPUS ile-iṣẹ lori TCP/IP, eyiti o tumọ si ilosoke ninu akoko idibo ni igba pupọ. Awọn okun itẹsiwaju akero le ṣee lo lati so awọn modulu pọ, eyiti o fun laaye ni ipo irọrun ti awọn modulu ni minisita adaṣe.
Fastwel adarí pẹlu ti sopọ Mo / O modulu. Orisun:
Lapapọ: bawo ni a ṣe lo gbogbo eyi ni adaṣe ni awọn eto iṣakoso ilana adaṣe
Nipa ti ara, ọpọlọpọ awọn oriṣi ti awọn ilana gbigbe data ile-iṣẹ ode oni tobi pupọ ju ti a ṣalaye ninu nkan yii. Diẹ ninu awọn ti so si olupese kan pato, diẹ ninu awọn, ni ilodi si, jẹ gbogbo agbaye. Nigbati o ba n dagbasoke awọn eto iṣakoso adaṣe adaṣe (APCS), ẹlẹrọ yan awọn ilana ti o dara julọ, ni akiyesi awọn iṣẹ ṣiṣe kan pato ati awọn idiwọn (imọ-ẹrọ ati isunawo).
Ti a ba sọrọ nipa itankalẹ ti ilana paṣipaarọ kan pato, a le pese aworan atọka ti ile-iṣẹ naa HMS Networks AB, eyiti o ṣe apejuwe awọn ipin ọja ti ọpọlọpọ awọn imọ-ẹrọ paṣipaarọ ni awọn nẹtiwọọki ile-iṣẹ.
orisun:
Gẹgẹbi a ti le rii ninu aworan atọka, PRONET ati PROFIBUS lati Siemens gba awọn ipo asiwaju.
O yanilenu, 6 ọdun sẹyin .
Tabili ti o wa ni isalẹ ni data akojọpọ lori awọn ilana paṣipaarọ ti a ṣalaye. Diẹ ninu awọn paramita, fun apẹẹrẹ, iṣẹ ṣiṣe, ni a fihan ni awọn ọrọ afọwọṣe: giga/kekere. Awọn deede oni-nọmba le rii ni awọn nkan itupalẹ iṣẹ.
|
|
EtherCAT
|
POWERLINK
|
PROFINET
|
àjọlò/IP
|
ModbusTCP
|
|
Layer ti ara
|
100/1000 BASE-TX
|
100/1000 BASE-TX
|
100/1000 BASE-TX
|
100/1000 BASE-TX
|
100/1000 BASE-TX
|
|
Data ipele
|
Ikanni (awọn fireemu Ethernet)
|
Ikanni (awọn fireemu Ethernet)
|
Ikanni (Awọn fireemu Ethernet), Nẹtiwọọki/gbigbe (TCP/IP)
|
Nẹtiwọọki/ Irin-ajo (TCP/IP)
|
Nẹtiwọọki/ Irin-ajo (TCP/IP)
|
|
Atilẹyin akoko gidi
|
Bẹẹni
|
Bẹẹni
|
Bẹẹni
|
Bẹẹni
|
No
|
|
Ise sise
|
Ọna
|
Ọna
|
IRT - giga, RT - alabọde
|
Iwọn
|
Awọn orilẹ-ede
|
|
Kebulu ipari laarin awọn apa
|
100m
|
100m/2km
|
100m
|
100m
|
100m
|
|
Awọn ipele gbigbe
|
No
|
Isochronous + asynchronous
|
IRT – isochronous + asynchronous, RT – asynchronous
|
No
|
No
|
|
Nọmba awọn apa
|
65535
|
240
|
TCP/IP Network aropin
|
TCP/IP Network aropin
|
TCP/IP Network aropin
|
|
Ipinnu ijamba
|
topology oruka
|
Amuṣiṣẹpọ aago, awọn ipele gbigbe
|
Topology oruka, awọn ipele gbigbe
|
Yipada, star topology
|
Yipada, star topology
|
|
Gbona siwopu
|
No
|
Bẹẹni
|
Bẹẹni
|
Bẹẹni
|
Da lori imuse
|
|
Iye owo ẹrọ
|
Awọn orilẹ-ede
|
Awọn orilẹ-ede
|
Ọna
|
Iwọn
|
Awọn orilẹ-ede
|
Awọn agbegbe ti ohun elo ti awọn ilana paṣipaarọ ti a ṣalaye, awọn ọkọ akero ati awọn nẹtiwọọki ile-iṣẹ jẹ oriṣiriṣi pupọ. Lati kemikali ati awọn ile-iṣẹ adaṣe si imọ-ẹrọ afẹfẹ ati iṣelọpọ ẹrọ itanna. Awọn ilana paṣipaarọ iyara-giga wa ni ibeere ni awọn eto ipo akoko gidi fun awọn ẹrọ pupọ ati ni awọn ẹrọ roboti.
Awọn ilana wo ni o ṣiṣẹ pẹlu ati nibo ni o ti lo wọn? Pin iriri rẹ ninu awọn asọye. 🙂
orisun: www.habr.com