17. Сети profibus (fieldbus)

Сеть PROFIBUS – промышленная сеть низкого уровня.

Преимущества:

1. Полная замена интерфейса 4-20 мА.

2. Возможность обеспечения двунаправленной помехоустойчивой связи между различными устройствами системы управления.

3. Возможность подключения к единственному сегменту шины устройств различного назначения.

4. Устройство имеет возможность передавать диагностическую информацию на верхний уровень управления.

5. Стандарт позволяет организовать обмен по принципу «точка-точка», что позволяет в свою очередь распределить управление технологией процессом на уровне датчиков и исполнительных механизмов.

Сравнение характеристик наиболее распространенных стандартов Profibus-PA и FOUNDATION fieldbus приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2.

Параметр	Profibus-PA	FOUNDATION fieldbus
1) физический уровень скорость; питание устройств; использование существующей комбинации систем; взрывоопасная зона.	IEC 61158-2 31.52 Кбит/с + + +	IEC 61158-2 31.52 Кбит/с + + +
канальный уровень p2p синхронизация по времени периодичность сеанса	IEEE 802.4 (ведущий-подчиненный) – – Опрос ведущим устройством подчиненных устройств.	ANSI s50.02-3 + + Подписка узлов на данные

Profibus поддерживает диагностическую и регламентную информацию и удаленное конфигурирование в ограниченном объеме; в нем отсутствуют удаленная калибровка, обработка аварийных событий и нет возможности поддержки нескольких ведущих устройств.

18. Industrial Ethernet

Industrial Ethernet — это сеть для заводских цехов или других сред с тяжелыми условиями эксплуатации оборудования. С ее помощью легко связывать компьютеры между собой, поскольку Ethernet-инфраструктура наверняка уже существует в офисе предприятия. Однако в отличие от офисных инфраструктур к кабелям и коннекторам Industrial Ethernet предъявляются повышенные требования. Основные различия между промышленными и офисными кабельными системами связаны не с принципами их работы, а с наличием (в промышленных системах) продуктов нового поколения, способных устойчиво функционировать в агрессивных средах, отсутствующих в офисах (от -25°С до +85°С).

Основной идеей сетевой технологии Industrial Ethernet является центральная магистраль, которая может иметь структуру «линия», «кольцо», «звезда» или комбинация из этих элементов. Для прокладки центральной магистрали используется оптоволоконный кабель, триаксиальный кабель или промышленные витые пары. Поддержка технологии Industrial Ethernet позволяет использовать для управления производственными процессами протоколы TCP/IP, SMTP, HTTP.

Сеть Industrial Ethernet используется для обмена данными между программируемыми контроллерами и интеллектуальными партнерами. Используются следующие коммуникационные функции:

1. PG/OP – функция связи. Для обмена данными с устройствами человеко-машинного интерфейса, а также программаторами.

2. S7 – функция связи. Для создания оптимизированных систем связи между программными контроллерами, системами автоматизации, системами управления программаторами и компиляторами (до 64 Кбит)

3. Функции связи, совместимые с S5, используемые для связи с программными контроллерами, а также системами автоматизации.

4. Протокол технологической функции TF – обеспечивает функции API с технологического оборудования, службы MAP.

5. Стандартные функции связи, которые включают: OPC, ISO/TCP/IP, SMTP, HTTP.

Европейский стандарт EN 50173 описывает кабельные соединения информационных систем. В соответствии с ним Industrial Ethernet может использоваться как на офисном уровне, так и на уровне менеджмента технологических процессов (рис. 2.53). Кроме этого на основе протокола TCP/IP возможна поддержка мультимедиа-приложений и связь с сетями более высоких уровней без использования шлюзов.

Рис. 2.53.

Стандарт Industrial Ethernet использует следующие среды передачи данных:

1. Промышленные витые пары – ITP.

Использует двойное экранирование (рис. 2.54). Каждая витая пара образуется переплетением двух жил и двух кордовых нитей. Кроме этого каждая витая пара помещена в пластиковую оболочку, экранированную двумя слоями алюминиевой фольги; наружный экран состоит из оплетки из луженой медной проволоки. Максимальная длина сегмента = 100 м.

Используются разъемы RJ-45 либо соединители D-типа.

Рис. 2.54.

2. Триаксиальный кабель.

Использует литой алюминиевый экран (рис. 2.55); возможна прокладка в земле; длина сегмента 2,5 – 500 м.

Рис. 2.55

3. Оптоволоконный промышленный кабель (рис. 2.56).

Максимальная длина сегмента 3100 м.

Рис. 2.56