Fieldbus je jako síťová technologie řízení provozu považována za rozšíření veřejné datové sítě v oblasti řízení pohybu. Jeho vzestup poskytuje novou příležitost pro rozvoj samotné technologie automatického řízení. Fieldbus může pro přenos digitálních signálů používat různá média (různé kabelové a bezdrátové režimy). Ve dvou vodičích lze připojit k desítkám automatických ovládacích zařízení, lze ušetřit spoustu kabelů, štěrbinový rám, spojovací díly. Snižte pracovní zátěž při návrhu systému, instalaci a údržbě. Fieldbus tvoří kompletní řídicí systém, který je v terénu skutečně rozptýlený, zlepšuje spolehlivost řídicího systému a obohacuje informační obsah řídicího zařízení. Vytváří podmínky pro vstup řídicích informací do veřejné datové sítě, komunikuje spojení mezi polním řídicím zařízením a sítí vyššího řídicího managementu, usnadňuje integraci řídicí sítě a datové sítě, usnadňuje dálkový přenos signálů a dálkovou automatiku řízení.
1. Fieldbus je rámec řídicího systému
Řídicí systém Fieldbus je novou generací decentralizovaného řídicího systému založeného na technologii fieldbus, který má plochou síťovou strukturu, otevřenost, interoperabilitu, kompletní rozptýlení konvenčních řídicích funkcí a jednotnou metodu konfigurace řídicí strategie.
2. Typické použití systému řízení pohybu fieldbus:
Počítač plus nezávislý digitální ovladač pohybu plus akční člen=otevřený systém řízení pohybu
Dotyková obrazovka plus nezávislý digitální ovladač plus akční člen=otevřený systém řízení pohybu
Tyto dvě struktury jsou směrem vývoje systému servořízení a technologie řízení pohybu. Dokáže plně využít prostředky PC a dotykové obrazovky, dokončit vývoj uživatelských aplikací softwarem třetích stran a posílat vygenerované programové instrukce do pohybového ovladače, který průběžně překládá aktualizovaný polohový příkaz (pohybovou křivku) a pošle ji řidiči přes komunikační hlavní linku a ovladač motoru přenese řídicí elektřinu do motoru, aby dokončil polohování požadované příkazem. Ve víceosém systému může jeden ovladač ovládat více motorů nebo ovladačů. Servomotor je hlavní výkonnou součástí, dokončete konkrétní akci. Sběrnice propojuje rozptýlená měřicí a řídicí zařízení s komunikační schopností a řídicí zařízení pohonu jako síťové uzly za účelem vytvoření řídicí sítě, která může mezi sebou komunikovat a společně plnit úkoly automatického řízení.
Průmyslový automatizační systém Ethernet se vyvíjí směrem k síti a inteligentnímu řízení v reálném čase, takže komunikace se stala klíčem a požadavek uživatelů na jednotný komunikační protokol a síť je stále naléhavější. Na druhé straně rychlý rozvoj intranetu/internetu a dalších informačních technologií vyžaduje, aby podniky realizovaly komplexní bezproblémovou informační integraci od úrovně řízení v terénu až po úroveň řízení a poskytovaly otevřenou infrastrukturu. Pokud jde o nejistotu a výkon Ethernetu v reálném čase je špatný, bylo v podstatě vyřešeno použití inteligentního rozbočovače, funkce aktivního přepínání, zavedení priority a duplexní kabeláž a tak dále. Zvýšením rychlosti přenosu dat, pečlivým výběrem topologie sítě a omezením zatížení sítě lze minimalizovat pravděpodobnost kolize dat.
Existuje také řada mezinárodních organizací, které se snaží prosadit Ethernet pod kontrolu. Tento standard umožní síti vidět „objekty“.
Vestavěný síťový systém řízení pohybu (NCS) Řízení pohybu (servo) má řídit a řídit polohu a rychlost mechanických pohyblivých částí v reálném čase tak, aby se mohly pohybovat podle očekávané trajektorie a zadaných parametrů pohybu. Systém řízení pohybu s otevřenou strukturou je druh modulárního, rekonfigurovatelného, rozšiřitelného hardwarového a softwarového systému.
Obrázek výše ukazuje architekturu vestavěného ovladače pohybu. Z obrázku je patrné, že ovladač pohybu je rozdělen na dvě hlavní části: modul síťové komunikace a modul řízení pohybu. Síťový komunikační modul se přímo připojuje k internetu a získává ovládací příkazy z konzoly podle předem určeného komunikačního protokolu a poté dává příkazy modulu řízení pohybu. Modul řízení pohybu je přímo spojen s ovladačem motoru. Po analýze a posouzení příkazu je do motoru odeslán odpovídající signál řízení motoru. Kromě toho je výsledek provedení příkazu také vrácen do síťového komunikačního modulu, který se pak vrací do konzole přes síť.
Hlavní vlastnosti vestavěného ovladače pohybu:
1. Rozšíření osy pohybu Dceřiná deska se používá k rozšíření osy pohybu na ovladači. Pomocí optické sítě lze propojit více řídicích jednotek a ovládat více os. Kroková hřídel (puls plus směr) a servo hřídel (analogová instrukce plus zpětná vazba polohy) mohou být smíšené konfigurace.
2. Rozšíření digitálního vstupu a výstupu
3. Rozšíření analogového vstupu a výstupu
4. Rozšíření rozhraní zpětné vazby polohy (A/B/Z, SSI, SIN/COS)
5. Rozšíření rozhraní Fieldbus: CAN, SERCOS, EtherNet, ProfiBus, DeviceNet, ModBUS, HostLink atd.
„Provozní zařízení s vestavěným Ethernetem a vestavěnými internetovými servery se brzy stanou realitou,“ předpovídá Horst Kohlbert, produktový manažer sítě ve společnosti Siemens Energy & Automation, a naznačuje, že průmyslový Ethernet brzy vstoupí do úrovně řízení v terénu.
Ethernet je nejlepším řešením pro řízení sítě v budoucnosti a stane se dominantní fieldbus, ale technologie fieldbus jen tak neopustí stávající trh a různé fieldbusy se mohou navzájem učit a dále se zlepšovat. Všechny druhy průmyslových sběrnic mají určité technické zaměření a komplementaritu aplikační oblasti, která je v určitém ohledu směrodatnější. Koexistence více průmyslových sběrnic nepřispívá k investicím uživatelů a výrobců. Velké množství standardů pro sběrnice se nerovná žádným standardům. Kvetoucí a vzkvétající vývoj technologie fieldbus.
Síťový řídicí systém vyžaduje, aby polní sběrnice používaná v řídicím poli byla digitální propojovací síť s vysokým výkonem sítě, která má interoperabilitu a otevřenost. Digitální propojení je základní charakteristikou sítě. Interoperabilita vyžaduje přijetí jednotných standardů a protokolů. Otevřenost znamená, že technologie je otevřená a široce používaná. Nyní je již předem jasné, že vedle sebe existuje několik standardů fieldbus.
Různé společnosti pro své vlastní zájmy kontrolují vývoj norem, takže fieldbus není široce používán. V současné době je technologie Ethernet nejvíce v souladu s charakteristikami technologie síťového řídicího systému fieldbus, takže mnoho společností zavedlo Ethernet do průmyslové řídicí sítě.
Německý automatizační systém Jetter AG, izraelský ELMO MAESTRO, inovativní nápad britské společnosti TRIO, je založen na 100Mb/s ethernetovém distribuovaném inteligentním řídicím systému, prohlásil, že "síť je kontrolér" pohled.
1. Využijte rozšíření britského ovladače TRIO
2. Prodlužte izraelským ovladačem MAESTRO
Jeho vlastnosti jsou:
(1) struktura podobná internetu, přenos dat v reálném čase nevyžaduje programování, není třeba brát v úvahu hierarchii sítě;
(2) Pro uživatele je k dispozici pouze jeden soubor dat a jeden program a všechna data je třeba v síti vyjádřit pouze jednou. Programy i data lze znovu použít a síť hraje roli skutečného serveru;
(3) Existuje pouze jedna ethernetová sběrnice pro přímou komunikaci ze snímače s vedením továrny;
(4) Může být připojen k internetu, aby se realizovalo globální propojení celé továrny;
(5) Ethernet není pouze systémová sběrnice připojující se k různým inteligentním modulům, ale také provozní sběrnice připojující k provoznímu zařízení. Zde není rozdíl mezi interní a externí komunikací. Technologie rozbočovače je integrována v každém řadiči a interní komunikace je oddělena od externí komunikace přidělením adresního prostoru.
V roce 1998 Foxboro úspěšně použil Ethernet I/O ze svého automatizačního systému Micro-I/A v závodě Bayer AG na výrobu chloru a alkalických kovů. Ethernet integruje všechna provozní zařízení, řídicí jednotky a PC pracovní stanice do vysoce spolehlivé, nízkonákladové řídicí informační sítě v reálném čase.
Síť průmyslového Ethernetu může být Profibus, Devicnet, modbus, controlnet, canopen protokol na TCP/IP, aplikace řady různých protokolů ve stejné síti a nechat je a stejného hostitele ve stejnou dobu vést dialog. problém univerzálních standardů skutečně nevyřeší.
