14- MAʻRUZA
Mavzu: Lokal boshqaruv shinalari (Fieldbus).
Rеja:
1. Fieldbus haqida tushuncha.
2. Umumiy maqsadli interfeys shinasi (GPIB)
3. Avtomatlashtirish uchun kompyuter tarmoqlari.
4. Jarayonlarni avtomatlashtirish uchun Fieldbus.
Tayanch so’z va iboralar: datchik, ikkilamchi qurilma, informatsiya,
axborot, informatsiya shakli, informatsiya koʻrinishi, informatsiyani saqlash,
kodlash.
Fieldbus - bu real vaqtda taqsimlangan boshqarish uchun sanoat tarmoq
tizimi. Bu asboblarni ishlab chiqarish zavodida ulash usuli. Fieldbus odatda imkon
beradigan tarmoq strukturasida ishlaydi romashka zanjiri, yulduz, uzuk, filial va
daraxt tarmoq topologiyalari. Ilgari kompyuterlar yordamida ulangan RS-
232 (ketma-ket ulanishlar) orqali faqat ikkita qurilma aloqa o'rnatishi mumkin. Bu
hozirda ishlatilganga teng bo'ladi 4-20 mA aloqa sxemasi bu har bir qurilmaning
boshqaruvchi darajasida o'z aloqa nuqtasiga ega bo'lishini talab qiladi, fieldbus esa
oqimning ekvivalenti LAN tipidagi ulanishlar, bu tekshirgich darajasida faqat bitta
aloqa
nuqtasini
talab
qiladi
va
bir
necha
(yuzlab)
ga
ruxsat
beradi analog va raqamli bir vaqtning o'zida ulanadigan nuqtalar. Bu talab
qilinadigan kabelning uzunligini ham, talab qilinadigan kabellar sonini ham
kamaytiradi. Bundan tashqari, fieldbus orqali aloqa qiladigan qurilmalar a ni talab
qilganligi sababli mikroprotsessor, bir nechta nuqta odatda bitta qurilma tomonidan
ta'minlanadi. Ba'zi fieldbus qurilmalari endi boshqaruv sxemalarini qo'llab-
quvvatlaydi.
Fieldbusni a-da ishlatishning eng muhim motivatsiyasi tarqatilgan boshqaruv
tizimi o'rnatish xarajatlarini kamaytirish va texnik xizmat ko'rsatish yuqori darajani
yo'qotmasdan o'rnatish mavjudlik va ishonchlilik avtomatlashtirish tizimining.
Maqsad dala uchun ikkita simli kabeldan va oddiy konfiguratsiyadan
foydalanishdir qurilmalar turli ishlab chiqaruvchilar tomonidan. Amaliyotga qarab
datchiklar va aktuatorlar soni bitta mashinada yuzlab, katta zavodga taqsimlangan
bir necha minggacha o'zgaradi. Fieldbus tarixi ushbu maqsadlarga qanday erishish
kerakligini ko'rsatadi.
2. Umumiy maqsadli interfeys shinasi (GPIB). Shubhasiz, prekursor dala
avtobusi texnologiyasi - ta'riflangan HP-IB IEEE 488 [3] 1975 yilda. "U umumiy
maqsadli interfeysli avtobus (GPIB) deb nomlandi va avtomatlashtirilgan va sanoat
asboblarini boshqarish uchun amalda standart bo'ldi".
GPIB turli ishlab chiqaruvchilarning asboblari bilan avtomatlashtirilgan
o'lchovlarda o'zining asosiy dasturiga ega. Ammo bu parallel avtobus 24 simli
kabel va ulagich bilan va maksimal 20 metr uzunlikdagi kabel bilan cheklangan.
ng qadimgi dala avtobuslari texnologiyasi - Bitbus. Bitbus tomonidan
yaratilgan Intel korporatsiyasi dan foydalanishni kuchaytirish Multibus sekin
ajratish orqali sanoat tizimidagi tizimlar i / o tezroq xotiraga kirish funktsiyalari.
1983 yilda Intel 8044 Bitbus mikrokontrolrini mavjud bo'lganiga dala avtobusining
proshivkasini qo'shib yaratdi 8051 mikrokontroller. Bitbus foydalanadi EIA-485 da
jismoniy qatlam, ikkita o'ralgan juftlik bilan - biri ma'lumotlar uchun, ikkinchisi
soat va signallar uchun. Dan foydalanish SDLC da ma'lumotlar havolasi qatlami
umumiy segmenti 13,2 km bo'lgan bitta tugmachada 250 ta tugunga ruxsat beradi.
Bitbusda bitta master tugun va bir nechta qul mavjud, qullar faqat xo'jayinning
so'rovlariga javob berishadi. Bitbus yo'nalishni belgilamaydi tarmoq qatlami. 8044
ma'lumotlar bazasi faqat nisbatan kichik (13 bayt) ruxsat beradi, ammo RAC
(masofaviy kirish va boshqarish) vazifalari to'plamini va maxsus RAC vazifalarini
ishlab chiqish qobiliyatini o'zida mujassam etgan. 1990 yilda IEEE Bitbusni
mikrokontroller tizimining ketma-ket boshqarish avtobusi (IEEE-1118) sifatida
qabul qildi.
3. Ofis tarmoqlari avtomatlashtirish dasturlari uchun haqiqatan ham mos
emas, chunki ularda yuqori chegaralangan uzatish kechikishi yo'q. ARCNET, 1975
yilda ofisga ulanish uchun o'ylab topilgan, token mexanizmidan foydalanadi va
shuning uchun keyinchalik sanoatda foydalaniladi.
Ishlab chiqarishni avtomatlashtirish protokoli (MAP) tomonidan boshlangan
avtomatlashtirish texnologiyasida OSI-ga muvofiq protokollarni amalga oshirish
edi General Motors 1984 yilda. MAP ko'plab ishlab chiqaruvchilar tomonidan
qo'llab-quvvatlanadigan LAN standartlashtirish taklifiga aylandi va asosan
zavodlarni avtomatlashtirishda ishlatildi. MAP uzatish vositasi sifatida 10 Mbit / s
IEEE 802.4 token shinasidan foydalangan.
MAP o'zining ko'lami va murakkabligi tufayli katta yutuqqa erisha olmadi.
Murakkablikni kamaytirish va qisqartirilgan resurslar yordamida tezroq ishlashga
erishish uchun 1988 yilda takomillashtirilgan ishlash me'morchiligi (EPA) MAP
ishlab chiqilgan. Ushbu MiniMap[7] ning faqat 1,2 va 7-darajalarini o'z ichiga
oladi Ochiq tizimlarning o'zaro aloqasi (OSI) asosiy mos yozuvlar modeli. Ushbu
yorliqni keyinchalik fieldbus ta'riflari qabul qildi
MAP-ning eng muhim yutug'i - bu MAP-ning dastur qatlami bo'lgan ishlab
chiqarish xabarlari spetsifikatsiyasi (MMS).
Ishlab chiqarish xabarining spetsifikatsiyasi (MMS) xalqaro ISO 9506
standartidir[8] 1986 yilda birinchi versiya sifatida nashr etilgan tarmoq qurilmalari
yoki kompyuter dasturlari o'rtasida real vaqtda ishlov berish ma'lumotlarini va
nazoratni boshqarish ma'lumotlarini uzatish bo'yicha dastur protokoli va xizmatlari
bilan shug'ullanish.
Bu FMS kabi boshqa sanoat kommunikatsiyalari standartlashtirishdagi
ko'plab keyingi rivojlanish uchun namuna bo'ldi Profibus yoki SDO uchun
CANopen. U hali ham mumkin bo'lgan dastur qatlami sifatida ishlatilmoqda,
masalan. elektr energiyasini avtomatlashtirish uchun IEC 61850 standartlar.
4.
Jarayonlarni
avtomatlashtirish
an'anaviy
ravishda
tashqi
transmitterlarining aksariyati a orqali ulanadi joriy tsikl nazorat moslamasiga 4-20
mA bilan. Bu nafaqat o'lchangan qiymatni oqim darajasi bilan uzatish, balki
uzunligi ming metrdan oshadigan bitta ikkita simli kabel orqali dala qurilmasiga
kerakli elektr energiyasini etkazib berishga imkon beradi. Ushbu tizimlar xavfli
hududlarga ham o'rnatiladi. Ga binoan NAMUR ushbu ilovalardagi fieldbus ushbu
talablarni bajarishi kerak.[15] IEC / EN 60079-27 asboblari uchun maxsus standart
0, 1 yoki 2 zonalaridagi qurilmalar uchun Fieldbus Intrinsically Saf Concept
(FISCO) talablarini tavsiflaydi
Fieldbus poydevori tomonidan ko'p yillar davomida ishlab chiqilgan Xalqaro
avtomatlashtirish jamiyati (ISA) SP50 sifatida. Foundation Fieldbus bugungi
kunda neftni qayta ishlash, neft-kimyo, elektr energiyasini ishlab chiqarish, hatto
oziq-ovqat va ichimliklar, farmatsevtika va yadroviy dasturlar kabi ko'plab og'ir
texnologik dasturlarda tobora ortib borayotgan bazaga ega.
IEC 61158: Sanoat aloqa tarmoqlari - Fieldbus spetsifikatsiyasi. 1999 yil
iyun oyida IEC Harakatlar Qo'mitasi (CA) Fieldbus standartlari uchun yangi
tuzilmani qabul qilishga qaror qildi, 2000 yil 1 yanvardan boshlab yangi ming
yillikda amal qiladi: katta IEC 61158 standarti mavjud, bu erda barcha dala
avtobuslari o'z o'rnini topadi.[23] Mutaxassislar IEC 61158 tuzilmasi xizmatlar va
protokollarga bo'lingan holda turli qatlamlar bo'yicha saqlanib turishga qaror
qildilar. Shaxsiy dala avtobuslari ushbu tuzilishga turli xil turlari sifatida kiritilgan.
IEC 61158 standarti Sanoat aloqa tarmoqlari - Fieldbus texnik xususiyatlari
quyidagi qismlarga bo'linadi:
IEC 61158-1 1-qism: IEC 61158 va IEC 61784 seriyalari uchun umumiy
ma'lumot va qo'llanma.
IEC 61158-2 PhL: 2-qism: Jismoniy qatlam spetsifikatsiyasi va xizmatni
aniqlash
IEC 61158-3-x DLL: 3-x qism: Ma'lumotlarni bog'laydigan qatlam
xizmatining ta'rifi - x elementlari
IEC 61158-4-x DLL: 4-x qism: Ma'lumotlarni bog'laydigan qatlam protokoli
spetsifikatsiyasi - x elementlari
IEC 61158-5-x AL: 5-x qism: Ilova qatlami xizmatining ta'rifi - x
elementlari
IEC 61158-6-x AL: 6-x qism: Ilova qatlami protokolining spetsifikatsiyasi -
x elementlari
Har bir qism hali ham bir necha ming sahifani o'z ichiga oladi. Shuning
uchun, bu qismlar qo'shimcha ravishda pastki qismlarga bo'lingan. Shaxsiy
protokollar shunchaki turi bilan raqamlangan. Agar kerak bo'lsa, har bir protokol
turi o'z subpartiga ega.
IEC 61158 standartining alohida qismlarining tegishli kichik qismini topish
uchun ma'lum bir oila uchun tegishli protokol turini bilish kerak.
IEC 61158 ning 2019 yilgi nashrida 26 tagacha turli xil protokollar
ko'rsatilgan. IEC 61158 standartlashtirishda tovar nomlaridan foydalanishga yo'l
qo'yilmaydi va ularning o'rniga quruq texnik atamalar va qisqartmalar kiritiladi.
Masalan, Ethernet o'rniga texnik jihatdan to'g'ri CSMA / CD yoki tegishli ISO
8802.3 standartiga havola bilan almashtiriladi. Bu, shuningdek, fieldbus nomlari
bilan ham bog'liq, ularning barchasi turdagi raqamlar bilan almashtiriladi. Shuning
uchun o'quvchi butun IEC 61158 fieldbus standartida hech qachon PROFIBUS
yoki DeviceNet kabi belgini topa olmaydi. Bo'limda IEC 61784 standartiga
muvofiqligi to'liq mos yozuvlar jadvali berilgan.
EC 61158 standartidagi ushbu fieldbus standartlari to'plamini amalga
oshirish uchun mos emasligi aniq. U foydalanish bo'yicha ko'rsatmalar bilan
to'ldirilishi kerak. Ushbu ko'rsatmalar IEC 61158 ning qaysi qismlarini ishlaydigan
tizimga qanday va qanday qilib yig'ish mumkinligini ko'rsatadi. Ushbu montaj
ko'rsatmasi keyinchalik IEC 61784 fieldbus profillari sifatida tuzilgan
IEC 61158-1 bo'yicha IEC 61784 standarti quyidagi qismlarga bo'lingan:
IEC 61784-1 Sanoat boshqaruv tizimlarida fieldbusdan foydalanishga
nisbatan doimiy va alohida ishlab chiqarish uchun profil to'plamlari
IEC 61784-2 ISO / IEC 8802 3-ga asoslangan real vaqtda qo'llaniladigan
aloqa tarmoqlari uchun qo'shimcha profillar
IEC 61784-3 Funktsional xavfsizlik bo'yicha avtobuslar - Umumiy qoidalar
va profil ta'riflari
IEC 61784-3-n Funktsional xavfsizlik bo'yicha avtobuslar - CPF n uchun
qo'shimcha xususiyatlar
IEC 61784-5-n Fieldbuslarni o'rnatish - CPF n uchun o'rnatish profillari
IEC 61784 1-qism[25] nomi bilan standart Sanoat boshqaruv tizimlarida
fieldbusdan foydalanishga nisbatan uzluksiz va alohida ishlab chiqarish uchun
profil to'plamlari milliy standartlashtirish organlari tomonidan taklif qilingan
barcha dala avtobuslarining ro'yxati. 2003 yil birinchi nashrida 7 xil aloqa profillari
oilalari (CPF) taqdim etildi:
CPF 1 FONDUS Fieldbus
CPF 2 ControlNet
CPF 3 PROFIBUS
CPF 4 P-NET
CPF 5 WorldFIP
CPF 6 INTERBUS
CPF 7 SwiftNet
Jarayonlarni avtomatlashtirish dasturlariga (oqim o'lchagichlari, bosim
o'tkazgichlari va boshqa o'lchov moslamalari va uglevodorodni qayta ishlash va
elektr energiyasini ishlab chiqarish kabi sohalarda boshqarish klapanlari)
qo'yiladigan fieldbus tarmoqlarining talablari, masalan, avtomobil ishlab chiqarish
kabi diskret ishlab chiqarish dasturlarida uchraydigan fieldbus tarmoqlari
talablaridan
farq qiladi. ko'p
sonli
diskret sensorlar,
shu
jumladan
harakatlantiruvchi sensorlar, pozitsiya sezgichlari va hk. Diskret fieldbus
tarmoqlari ko'pincha "qurilmalar tarmoqlari" deb nomlanadi.
NAZORAT SAVOLLARI:
1. Lokal boshqaruv shinalarining vazifasi naimadan iborat?
2. Lokal boshqaruv shinalarining tashkil etuvchilariga namlar kiradi?
3. Fieldbus nima?.
4. Umumiy maqsadli interfeys shinasi deganda nimani tushunasiz?
5. Avtomatlashtirish uchun kompyuter tarmoqlari nimalardan tashkil topgan?.
| 