Kā lauka vadības tīkla tehnoloģija lauka kopne tiek uzskatīta par publiskā datu tīkla paplašinājumu kustību kontroles jomā. Tās pieaugums sniedz jaunu iespēju pašas automātiskās vadības tehnoloģijas attīstībai. Fieldbus var izmantot dažādus datu nesējus (dažādus vadu un bezvadu režīmus), lai pārraidītu digitālos signālus. Divos vados var pieslēgt desmitiem automātiskās vadības iekārtu, var ietaupīt daudz kabeļu, slota rāmi, savienojošās detaļas. Samaziniet sistēmas projektēšanas, uzstādīšanas un apkopes darba slodzi. Fieldbus veido pilnīgu vadības sistēmu, kas patiešām ir izkaisīta laukā, uzlabo vadības sistēmas uzticamību un bagātina vadības aprīkojuma informācijas saturu. Tas rada apstākļus vadības informācijas nokļūšanai publiskajā datu tīklā, sazinās savienojumu starp lauka vadības iekārtu un augstākās vadības vadības tīklu, atvieglo vadības tīkla un datu tīkla integrāciju, atvieglo signālu attālo pārraidi un tālvadības automātiku. kontrole.
1. Fieldbus ir vadības sistēmas ietvars
Fieldbus vadības sistēma ir jaunas paaudzes decentralizēta vadības sistēma, kuras pamatā ir lauka kopnes tehnoloģija un kurai ir plakana tīkla struktūra, atvērtība, savietojamība, pilnīga parasto vadības funkciju izkliede un vienota vadības stratēģijas konfigurācijas metode.
2. Tipisks lauka kopnes kustības vadības sistēmas pielietojums:
Dators un neatkarīgs digitālais kustības kontrolieris un izpildmehānisms=atvērtas kustības vadības sistēma
Skārienekrāns un neatkarīgs digitālais kontrolieris un izpildmehānisms=atvērtas kustības vadības sistēma
Šīs divas struktūras ir servo vadības sistēmas un kustības vadības tehnoloģijas attīstības virziens. Tas var pilnībā izmantot datora un skārienekrāna resursus, pabeigt lietotāja lietojumprogrammu izstrādi ar trešās puses programmatūru un nosūtīt ģenerētās programmas instrukcijas kustības kontrolierim, kas nepārtraukti pārveido atjaunināto pozīcijas komandu (kustības līkni) un nosūta to vadītājam pa sakaru galveno līniju, un motora vadītājs pārsūtīs vadības elektroenerģiju uz motoru, lai pabeigtu komandai nepieciešamo pozicionēšanu. Vairāku asu sistēmā viens kontrolieris var vadīt vairākus motorus vai draiverus. Servo motors ir galvenais izpildkomponents, pabeidziet konkrēto darbību. Kopne savieno izkliedētas mērīšanas un vadības ierīces ar saziņas iespējām un piedziņas vadības ierīces kā tīkla mezglus, lai izveidotu vadības tīklu, kas var sazināties savā starpā un kopā veikt automātiskās vadības uzdevumus.
Ethernet rūpnieciskās automatizācijas sistēma attīstās uz tīklu un inteliģentu reāllaika vadību, tāpēc komunikācija ir kļuvusi par galveno, un lietotāja pieprasījums pēc vienota sakaru protokola un tīkla kļūst arvien aktuālāks. No otras puses, straujā iekštīkla/interneta un citu informācijas tehnoloģiju attīstība liek uzņēmumiem īstenot visaptverošu un netraucētu informācijas integrāciju no lauka kontroles slāņa līdz vadības līmenim un nodrošināt atvērtu infrastruktūru. Attiecībā uz nenoteiktību un reāllaika veiktspēju Ethernet ir slikta, ir bijis izmantot viedo centrmezglu, aktīva komutācijas funkcija, prioritātes ieviešana un duplekso vadu, un tā tālāk, būtībā atrisināta. Palielinot datu pārraides ātrumu, rūpīgi izvēloties tīkla topoloģiju un ierobežojot tīkla slodzi, var samazināt datu sadursmes iespējamību.
Ir arī vairākas starptautiskas organizācijas, kas strādā, lai panāktu Ethernet kontroli. Šis standarts ļaus tīklam redzēt "objektus".
Iegultā tīkla kustības vadības sistēma (NCS) Kustības vadība (servo) ir paredzēta, lai kontrolētu un vadītu mehānisko kustīgo daļu pozīciju un ātrumu reāllaikā, lai tās varētu pārvietoties atbilstoši paredzamajai trajektorijai un norādītajiem kustības parametriem. Atvērtās struktūras kustības vadības sistēma ir sava veida modulāra, pārkonfigurējama, paplašināma aparatūras un programmatūras sistēma.
Augšējā attēlā parādīta iegultā kustības kontrollera arhitektūra. No attēla redzams, ka kustības kontrolieris ir sadalīts divās galvenajās daļās: tīkla komunikācijas modulis un kustības vadības modulis. Tīkla sakaru modulis tieši izveido savienojumu ar internetu un saņem vadības komandas no konsoles saskaņā ar iepriekš noteiktu sakaru protokolu un pēc tam dod komandas kustības vadības modulim. Kustības vadības modulis ir tieši savienots ar motora vadītāju. Pēc komandas analīzes un novērtēšanas atbilstošais motora vadības signāls tiek nosūtīts uz motoru. Turklāt komandas izpildes rezultāts tiek atgriezts arī tīkla komunikācijas modulī, kas pēc tam tīklā atgriežas konsolē.
Iegultā kustību kontrollera galvenās iezīmes:
1. Kustības ass paplašināšana Lejuplāksne tiek izmantota, lai paplašinātu kontroliera kustības asi. Vairākus kontrolierus var savienot tīklā, izmantojot optisko šķiedru tīklu, lai kontrolētu vairāk asu. Stepper vārpstu (impulss plus virziens) un servo vārpstu (analogā instrukcija un pozīcijas atgriezeniskā saite) var būt jaukta konfigurācija.
2. Digitālās ieejas un izejas paplašināšana
3. Analogās ieejas un izejas paplašināšana
4. Pozīcijas atgriezeniskās saites interfeisa paplašinājums (A/B/Z, SSI, SIN/COS)
5. Fieldbus interfeisa paplašinājums: CAN, SERCOS, EtherNet, ProfiBus, DeviceNet, ModBUS, HostLink utt.
"Lauka ierīces ar iegultu Ethernet un iegultiem interneta serveriem drīz kļūs par realitāti," prognozē Horsts Kolberts, Siemens Energy & Automation tīkla produktu vadītājs, liekot domāt, ka rūpnieciskais Ethernet drīz nonāks lauka kontroles līmenī.
Ethernet ir labākais risinājums tīkla vadīšanai nākotnē, un tas kļūs par dominējošo lauka kopni, taču lauka kopnes tehnoloģija nevarēs viegli pamest esošo tirgu, un dažādas lauka kopnes var mācīties viena no otras, lai turpinātu uzlaboties. Visu veidu lauka kopnēm ir noteikts tehniskais fokuss un pielietojuma lauka komplementaritāte, noteiktā aspektā autoritatīvāki. Vairāku lauka kopņu līdzāspastāvēšana neveicina lietotāju un ražotāju ieguldījumus. Liels skaits autobusu standartu nav vienāds ar standartiem. Lauka kopņu tehnoloģijas ziedoša un plaukstoša attīstība.
Tīkla vadības sistēma pieprasa, lai vadības laukā izmantotā lauka kopne būtu ciparu starpsavienojumu tīkls ar augstu tīkla veiktspēju, kuram ir savietojamība un atvērtība. Digitālais starpsavienojums ir tīkla pamatīpašība. Lai nodrošinātu sadarbspēju, ir jāpieņem vienoti standarti un protokoli. Atvērtība nozīmē, ka tehnoloģija ir atvērta un plaši izmantota. Tagad ir skaidrs, ka līdzās pastāv vairāki lauka kopņu standarti.
Dažādi uzņēmumi savās interesēs kontrolē standartu izstrādi, lai lauka kopne netiktu plaši izmantota. Pašlaik Ethernet tehnoloģija visvairāk atbilst tīkla vadības sistēmas lauka kopnes tehnoloģijas īpašībām, tāpēc daudzi uzņēmumi ir ieviesuši Ethernet rūpnieciskajā vadības tīklā.
Vācijas Jetter AG automatizācijas sistēma, Izraēlas ELMO MAESTRO, Lielbritānijas uzņēmuma TRIO novatoriskā ideja, tā ir balstīta uz 100Mb/s Ethernet izplatīto inteliģento vadības sistēmu, paziņoja, ka "tīkls ir kontrolieris" skatījumā.
1. Izmantojiet Lielbritānijas TRIO kontroliera paplašināšanas priekšrocības
2. Pagarināt ar Izraēlas MAESTRO kontrolieri
Tās īpašības ir šādas:
(1) Struktūra līdzīga internetam, datu pārraidei reāllaikā nav nepieciešama programmēšana, nav jāņem vērā tīkla hierarhija;
(2) Lietotājiem ir tikai viena datu kopa un viena programma, un visi dati tīklā ir jāizsaka tikai vienreiz. Gan programmas, gan datus var izmantot atkārtoti, un tīkls pilda reāla servera lomu;
(3) Ir tikai viena Ethernet kopne tiešai saziņai no sensora uz rūpnīcas vadību;
(4) To var savienot ar internetu, lai realizētu visas rūpnīcas globālo tīklu;
(5) Ethernet ir ne tikai sistēmas kopne, kas savienojas ar dažādiem viedajiem moduļiem, bet arī lauka kopne, kas savieno ar lauka aprīkojumu. Šeit nav atšķirības starp iekšējo un ārējo komunikāciju. Hub tehnoloģija ir integrēta katrā kontrollerī, un iekšējā komunikācija ir atdalīta no ārējās komunikācijas, piešķirot adrešu telpu.
Jau 1998. gadā uzņēmums Foxboro veiksmīgi izmantoja Ethernet I/O no savas Micro-I/A automatizācijas sistēmas Bayer AG hlor-sārmu rūpnīcā. Ethernet integrē visas lauka iekārtas, kontrollerus un datoru darbstacijas ļoti uzticamā, zemu izmaksu reāllaika vadības informācijas tīklā.
Rūpnieciskais Ethernet tīkls var būt Profibus, Devicnet, modbus, controlnet, canopen protokols uz TCP/IP, dažādu protokolu pielietošana tajā pašā tīklā un ļaut tiem un vienam un tam pašam saimniekdatoram vienlaikus veidot dialogu, bet tas nav t patiešām atrisinātu universālo standartu problēmu.
