فهم سلّموا جهازاً تشكيلات المفاوضة والمواقف

مقدمة

(أ) الملامح (العمليات الميدانية) هي واحدة من أكثر البروتوكولات الميدانية التي تم وضعها على نطاق واسع في مجال التشغيل الآلي الصناعي، والتي طورتها في أواخر الثمانينات مجموعة من المصنعين الألمان، ثم جرى توحيدها لاحقاً لتصبح IEC 61158 وIEC 61784، ويمكن بروفوبوس الاتصال الموثوق به والمحدد بين أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة، ونظم التحكم الموزعة، والمركبات، والأجهزة المجهزة الأخرى.

وفي شبكة نموذجية للملامح، تُعين الأجهزة إما كسيد أو عبيد، ويبدأ الماجستير - الذي كثيرا ما يكون من شركات PLC أو من مراقبي شركة DCS - تبادل البيانات ويتحكم فيه، ولا تستجيب أجهزة الرق إلا عندما يعالجها السيد، وتشمل أجهزة العبيد المشتركة وحدات من طراز I/O، وأجهزة قياس الترددات المتغيرة، ومواقع الصمامات، وأجهزة نقل درجة الحرارة، وأجهزة الاستشعار القريبة من المعلومات، وهي عناصر أساسية لضمان سلامة نظم الاتصال.

وتوفر هذه المادة دليلا شاملا لتشكيل جهاز العبيد ووضع البارامترات، وتشمل المفاهيم الأساسية، والبارامترات المحددة التي يجب وضعها، والأدوات والأساليب المستخدمة، والثغرات المشتركة، وأفضل الممارسات للموثوقية الطويلة الأجل، وبحلول نهاية المطاف سيكون لديك فهم قوي للكيفية التي يمكن بها إنشاء وصيانة أجهزة العبيد المسماة " بروبيوس " في شبكة التشغيل الآلي الخاصة بك.

Profibus Network Fundamentals

المعلم: هيكل الأسلاك

ويستخدم المعلمون " دي " نموذجاً صارماً للاتصالات في مجال الاستسلام، ويراقب سيد واحد (أو سيدين متعددين في تشكيلة متعددة العناصر) دورة المرور المكشوفة، ويرسل السيد إطاراً لطلب يتضمن عنوان المقصد والقيادة، ويعالج ردود الرقيق في إطار نافذة زمنية محددة مسبقاً، ولا تبدأ العبيد الاتصالات أبداً، ولا تستجيب إلا عند الاقتراع، وهذا السلوك الضار يجعل من الأفضل للتطبيقات العالية الأهمية في مجال مراقبة الزمن.

وسائط الإعلام المتعلقة بالأصول والاتصالات

وتستخدم شبكات البراميس طبا للحافلات بكابل نحاس ملتوي (RS485) لجهاز إدارة شؤون الإعلام وكابل من طراز MBP (Mchester Bus Powered) لجهاز السلطة الفلسطينية، ويتوقف طول الجزء الأقصى على معدل البخاخين - ويقتصر طول الكابل على 100 متر، بينما يتراوح طوله في 93.75 كيلوباس يمكن أن يمتد إلى 220 مترا.

Slave Device Types

ويمكن تصنيف أجهزة العبيد المسروقة حسب الوظيفة:

• Digital I/O modules] - يقرأ أجهزة الاستشعار ويقود النواتج (بشأن الإشارات/الغير المُشار إليها).
• Analog I/O modules] - interface with 4‐20 mA, 0 — 010 V, or other analog signals.
• Drives and motor starters] - control speed, torque, and position.
• Valve positioners and actuators] - used in process control.
• وحدات طرفية مُتَوَقَّرة ] - بيانات ميدانية إجمالية في مواقع نائية.
• Encoders and sensors] - Provide feedback for positioning or measurement.

ولكل نوع من الأجهزة ملف محدد من نوع GD (الوصف بالمحطة العامة) يحدد قدراته في مجال الاتصالات، ومعدلات البخاخ المدعومة، والنماذج المتاحة، والبارامترات القابلة للتشكيل.

البارامترات الرئيسية للسفن

عنوان جهاز (خطاب الاستدلال)

ويجب أن يكون لكل عبد في شبكة " بروبيوس " عنوان محطة فريد في النطاق 0-126 (يخصص لسيد و126 لبثه) ويوضع العنوان عادة عن طريق مفاتيح تبديل أو مقابر دوائية أو برامجيات، ويتسبب ازدواج العناوين في أخطاء الحافلات وفقدان الاتصالات، أما بالنسبة للشبكات التي تضم أكثر من 32 جهازاً، والمكررين، وقطعاً إضافياً، فيجب أن تتبع عملية توزيع الأشغال الحرفية.

معدل السحب

ويحد معدل البذور من سرعة نقل البيانات، وتشمل المعدلات الداعمة ٩,٦ كيلو متر مربع، و ١٩,٢ كيلو متر مربع، و ٣٩,٧٥ كيلو متر مربع، و ١٨٧,٥ كيلوبتر، و ٥٠٠ كيلوب، و ١,٥ ميغابايت، و ٣ ميغابايت، و ٦ ميغابايت، و ١٢ ميغابايت، ويجب أن تستخدم جميع الأجهزة في قطاع الحافلات نفس معدل العصيان، وأن تقل معدلات الرد على طول الكابلات، ولكن تحد من طول الكبلات.

البيانات Length and Module Configuration

ويتبادل كل جهاز من أجهزة العبيد عددا ثابتا من المدخلات والنواتج مع الماجستير، فعلى سبيل المثال، يمكن أن ترسل وحدة المدخلات الرقمية المكونة من 16شانلا بيانات مدخلين، ويورد ملف إدارة الشؤون العامة نماذج البيانات المتاحة وطول بياناتها، ويختار المستخدمون، في شكله (مثلا في بوابة سيمنز أو الخطوة 7)، نماذج لخطأ في البيانات، ويستخدم هذا النموذج في تكوين صور اختيارية.

البارامترات (المعايرة المحددة)

وبالإضافة إلى المعالجة الأساسية وطول البيانات، يقبل العديد من العبيد المتفوقين بارامترات محددة للمستخدمين تُخيّل سلوك الأجهزة، وتشمل هذه المعايير ما يلي:

• Watchdog timeout] - الحد الأقصى من الوقت الذي ينتظر فيه العبيد طلبا رئيسيا قبل الإشارة إلى خطأ.
• Input filter time] - for digital inputs to debounce noise.
• Output default behavior] - What the slave outputs do when communication with the master is lost (e.g., hold last state, go to safe state).
• Scaling and calibration] - for analog modules, the range and compensate.
• Diagnostic interrupt enable - سواء كان بوسع العبد إرسال أجهزة إنذار تشخيصية إلى السيد.

ويرسل هذه البارامترات السيد خلال مرحلة البدء )في ما يسمى ب " برقية المقاييس " ( - ويضمن وضع هذه القيم بصورة سليمة تشغيل الجهاز على النحو المقصود في التطبيق.

عملية التفاوض خطوة بخطوة

الخطوة 1: الحصول على ملف إدارة الأمن العام

(أ) إن الخطوة الأولى في تشكيل أي عبد من العبيد هو الحصول على الملف الصحيح من جهاز تصنيع الأجهزة، وملف إدارة الأمن العام هو ملف نصي (مع التمديد) يصف قدرات الجهاز، ويتضمن اسم البائع، والجهاز ID، والمعدلات المدعومة للبخ، والتعاريف النموذجية، والأوصاف الموازية، وملف إدارة الشؤون العامة (GSDBUS) مستورد في الأداة الهندسية (مثل بوابة بيكست بيكويل تيغال).

الخطوة 2: الثقة بالسيّد

وفي إطار الأداة الهندسية، يجب أن ترسموا أولاً النموذج الرئيسي للبرافوبوس (مثلاً، وصلة بينية من طراز CP 571 إلى 1 أو وصلة على متن الطائرة DP على وحدة من وحدات سيمنز، وأن تضعوا معدل البخاخ الرئيسي (عادة 1 أو 2)، وبارامترات حافلات مثل وقت التناوب المستهدف والوقت المحدد، وهذه البارامترات تؤثر على توقيت الشبكة بأكملها.

الخطوة 3: إضافة أجهزة سلوف إلى الحافلة

بعد تشكيل السيد، تضيف أجهزة العبيد باختيارها من مدونه شرطة (ستار) الإستيرادية لكل عبد

• (ب) تعيين عنوان محطة فريد (مثل 3 و4 و5...).
• اختيار الوحدات (إذا كان الجهاز نموذجيا) التي تتطابق مع المعدات المادية، مثلاً، بالنسبة لمحطة من بعد I/O مع بطاقة دخول ذات 8 قنوات و بطاقة إنتاج 8 ميكانيكية واحدة، تضيف ثلاث وحدات نموذجية في الترتيب الصحيح.
• تحديد مجموعات البارامترات (الساعة، أوقات التصفية، إلخ) حسب الحاجة.
• حدد معدل العصيان (يضاهي معدّل الماجستير).

الخطوة 4: تعيين معلم ثان (اختياري)

وفي تشكيلات متعددة العناصر، يمكن إضافة معلم ثان (مثلاً، لمؤسسة HMI أو وصول البرامج) وستعالج الأداة التفافية تلقائياً، ولكن يلزم القيام بمهمة معالجة دقيقة لتجنب نشوب النزاعات.

الخطوة 5: اتحاد الحافلات العامة

وتجمع الأدوات الهندسية التشكيلة في ملف لتشكيل المعدات الذي يُحمَّل على الماجستير، وعند بدء العمل، يقوم الماجستير بعملية قياس: يرسل المعايير المحددة من قبل جهاز الأمن العام إلى كل عبد، ويتحقق من رده، ثم ينتقل إلى تبادل البيانات الدورية، وإذا لم يرد أي عبد على خطأ في التشكيل أو يعيده، فإن المعلم يوقف الحافلة ويُبلغ عن خطأ.

الخطوة 6: التكليف والاختبار

وبعد تحميلها، يجب أن يكون كل عبد مرتبطاً جسدياً بالحافلة، وأن يستخدم جهازاً لرصد الحافلات أو أدوات التشخيص (مثلاً، جهاز اختبار برنامج " برونسيتك " أو القدرات التشخيصية لبورتال) للتحقق من أن جميع العبيد في ولاية " تبادل البيانات " ، وأن يرصد الحافلة من أجل الأخطاء، وال retries، ومجلة التوقيت، وأن يضبط الوقت المحدد للتناوب إذا لزم الأمر لضمان إقامة اتصالات مستقرة.

البارامترات المثبتة في الديتيل

عنوان المحطة

وضع العنوان قبل ربط الجهاز بالشبكة، وهناك أجهزة كثيرة لديها مجموعة مفاتيح للشبكة؛ وتحتاج أجهزة أخرى إلى أداة للبرمجيات عن طريق جهاز من طراز USB أو وصلة متسلسلة، وتوثيق العنوان وتوسيم الجهاز ماديا، وإذا ما استبدل جهاز ما، يجب وضع الجهاز الجديد لنفس العنوان (أو يجب أن تستكمل التشكيلة الرئيسية).

معدل السحب

فالعبيد الحديثي السمعة يمكن أن يسجل في كثير من الأحيان معدل البود، غير أنه، بالنسبة إلى أقصى درجة من الموثوقية، يحدد معدل البود صراحة، ويجب أن يكون معدل القدّم متسقاً بين جميع الأجهزة في الجزء، وينبغي أن يوازن السعر السريع وطول الكابلات؛ وبالنسبة للطابقين المطوّل للمصانع، فإن 1.5 ميغابايت يشكل حلاً وسطاً مشتركاً.

قيمة المراقبة والتوقيت

إن وقت المراقبة هو مقاس حرج، وهو يحدد كم ينتظر العبد طلبا جديدا قبل أن يختتم ذلك الاتصال، وتتراوح القيم النموذجية بين 100 متر وعدة ثوان، وإذا ما كان الفارق قصيرا جدا، فإن العبد قد يدخل على نحو خاطئ حالة آمنة خلال فترة توقف حافلة عادية (مثلا عندما يكون السيد مشغولا بمهام أخرى)، وإذا ما طال أمده، فإن النظام قد لا يكشف عن الأخطاء في الوقت المناسب.

الناتج المتعلق بفقدان الاتصالات

ويمكن تشكيل معظم العبيد الذين يُعتبرون من العبيد إما أن يكون لهم آخر قيم ناتجة أو قوة في دول آمنة محددة مسبقاً، وبالنسبة لتطبيقات السلامة - الحرجة (مثل الحراسة الآلاتية، أو صمامات العمليات)، مما يُجبر على وضع آمن (مثلاً، خارج) إلزامي، وبالنسبة للأجهزة غير الحرجة، فإن الاحتفاظ بآخر دولة قد يحول دون إغلاق " جهاز تسجيل " .

تشخيص التداخل والتجميع

ويمكن للرقيق أن يولد رسائل تشخيصية )مثلا، كسر السلك، وقصر الدائرة، وفشل الوحدات( ويمكن تشكيل السيد ليحصل على هذه الرسائل كقطع أو تلويثها بصورة دورية، مما يؤدي إلى تحسين وقت الاستجابة، ولكنه يزيد من حمولة اليورانيوم المستنفد، ومن الأفضل بالنسبة للشبكات الكبيرة أن يكون هناك تشخيص للملوثات الرئيسية بمعدل أبطأ.

قشرة مشتركة للتجمعات وكيف تتجنبها

العناوين المزدوجة

أكثر أسباب فشل الاتصالات بالحافلات شيوعاً، التحقق دائماً من العناوين قبل التركيب، واستخدام أداة تشخيص الحافلات لمسح الشبكة وقائمة المحطات العاملة، كما يقدم الكثير من الماجستير قائمة بالمراكز المتوقعة ضد المحطات الفعلية.

نظام الوحدات غير الصحيح

وفي العبيد النظامي (مثلاً، سيمنز تي 200 إس، المجموعة 750 من مجموعة غرب أفريقيا) يجب أن يطابق ترتيب الوحدات في التشكيلة النظام المادي، وسيتسبب تبادل النماذج المشابهة والرقمية في فساد البيانات، ويسمح بعض ملفات إدارة الوحدات بإعادة ترتيب الوحدات، ولكن من الأكثر أماناً اتباع المخطط المادي.

معدل البطولة

إذا تم تعيين عبد واحد لـ 12 ميغابايت وبقية إلى 1.5 ميغابايت، الشبكة لن تعمل، استخدم معدل عصيان ثابت في جميع الأجهزة، إذا كان مطلوباً شبكة مختلطة (مرتفعة)، يجب أن تستخدم الجسور أو البوابات.

النسيج أو الإنهاء الخاطئ

ويؤدي الإنهاء غير السليم إلى ظهور إشارات وأخطاء متقطعة، وينهي دائماً أفظع طرفين للحافلة بـ 220 مقاوماً (حتى 5 ف) ويكفل أن تكون الحافلة متوقفة في مرحلة واحدة فقط، وقد بنيت أجهزة كثيرة مفاتيح الإنهاء.

استخدام صورة غير صحيحة من طراز GSD

تحديث ملفات إدارة المبيدات لتحديد الحشرات أو الملامح المضافة، وقد يؤدي استخدام ملف قديم من هذه الأجهزة إلى بارامترات غير متاحة أو إلى إطالة بيانات غير مطابقة، كما يُنقل دائما آخر ملف من ملفات إدارة الأمن العام من موقع دعم الصانع، وبالنسبة لأجهزة سيمنز، انظر Siemens Industry Online Support].

حافلات زائدة (الكثير من العبيد أو وقت طويل من دورة المياه)

ويمكن لكل سيد أن يتعامل مع عدد محدود من العبيد وطول إجمالي إجمالي البيانات، وإذا تجاوز الوقت المحدد للتناوب متطلبات النظام، أو خفض عدد العبيد أو استخدام معدل أعلى للخشخاش، وبالنسبة للشبكات التي تضم أكثر من 32 جهازا، تستخدم أجهزة إعادة الإرسال لإنشاء قطاعات متعددة.

أفضل الممارسات في مجال الموثوقية الطويلة الأجل

الوثائق

الاحتفاظ بخريطة شبكية تبين عناوين الأجهزة، ومعدلات الطين، والمخصصات من حيث الضبط/الوحدة، ومجموعات البارامترات، بما في ذلك نسخة ملف إدارة الأمن العام لكل جهاز، وهذه الوثائق لا تقدر بثمن عندما تُحدث المشاكل أو تحل محل الأجهزة بعد سنوات.

استخدام المبيدات المعتمدة والمكونات

ويتطلب الرسم البياني DP تلفا محددا في الكابلات (150) وتحمل المسؤولية، ولا يستخدم سوى كابلات مصدقة من البرابس ووصلات من طراز DINsub مع الإنهاء المتكامل وفتحات الحافلات.

تحقق بانتظام من صحة الحافلات

تنفيذ تشخيصات للحافلات في برنامجك الخاص بلجنة القانون الدولي (مثلاً، التحقق من قائمة وضع العبيد لدى الماجستير) - رصد لمقابر إعادة التجفيف، والأطر الخاطئة، والتسرب من المحطة - النظر في استخدام مراقب حافلات دائم مثل [(FLT:0]) بروسنتك بروفيتراس لشبكات كبيرة.

تحديث ملفات البرمجيات الاتحادية وأجهزة الأمن العام

وعندما يُستعاض عن جهاز عبد، يُكفل للجهاز الجديد نفس النسخة أو المتوافقة من البرمجيات الثابتة، ويتحقق من مذكرات إطلاق الصانع من أجل تغيير البارامترات، وبالمثل، يُبقي مكتبة جهاز التعقب الخاص بالأدوات الهندسية في طابقها.

إجراء محاكاة حافلة قبل أن تُكلف

وفي الشبكات المعقدة، تستخدم محاكاة للحافلات (مثلاً، مركب " بروفيبوس " ) لاختبار التكوين الرئيسي خارج الشبكة، ويمكن أن يلحق هذا الأمر أضراراً في معالجة أو نماذج الطلب قبل ربط المعدات الحقيقية، وإنقاذ وقت التعطل.

المسائل المشتركة

" لم يُكتشف أي من أعضاء فرقة العمل المعنية بالتنمية "

وإذا لم يتمكن السيد من العثور على عبد مهيمن، تحقق مما يلي: الاتصال المادي (الرقيق، السلك، الإنهاء)، أو وضع عناوين العبيد (مفاتيح البرمجيات أو برامجيات) أو فحص البخاخين أو الطاقه الآلي، وما إذا كان العبد مجهزاً، أو استخدام مخبر حافلات يدوية أو حاجز تشخيصي للسيد ليرى آخر رمز للخطأ.

" التخلف عن فرض الجزاءات " بعد المواصفات

وهذا الخطأ يشير إلى أن العبد رفض برقية البارامترات، والأسباب المشتركة: إحصاء الوحدات الخاطئة، أو عدم مطابقة البيانات، أو قيمة البارامترات غير المقبولة )مثلا، المراقبة منخفضة جدا(، واستعراض ملف جهاز الاستغاثة الخاص بالرقيق لمدى البارامترات الصحيحة وضمان أن يطابق التشكيلة تماما المعدات المادية.

فقدان الاتصالات المتقطعة

وعادة ما يكون ذلك بسبب ضعف نوعية الكابلات أو فقدان جهاز النمل أو طول الشبكة المفرط لمعدل البخاخ، واستخدام محلل للحافلات لقياس مدى سلامة الإشارة (الرسم البياني العيني) ومستويات الضوضاء، وكثيرا ما تحل إعادة تحديد المواقع والتطهير السليم هذه المسائل.

حالات سوء استخدام البيانات (CRC, Parity)

وإذا كان المعلم يُبلغ عن أخطاء في اتفاقية حقوق الطفل، فإن من المحتمل أن تكون النوعية الكهربائية للحافلة سيئة، فالتحقق من الموصلات غير المستقرة، أو الكابلات المضرة، أو التدخل في كابلات الكهرباء، مما يجعل من الضروري توفير الحماية وفصل الكابلات المسروقة من خطوط عالية التواطؤ.

خاتمة

إن تركيب أجهزة العبيد في صور معينة هو على نحو صحيح مهارة أساسية لأي مهندس للتشغيل الآلي الصناعي، وتشمل هذه العملية فهم ملف إدارة الأمن العام، ووضع عناوين فريدة، ومواءمة معدلات الطين، واختيار النماذج الصحيحة، ووضع البارامترات المصممة مثل المراقبة الزمنية والسلوكيات الآمنة، وذلك باتباع مسار عمل منظم، والالتزام بأفضل الممارسات في مجال الوثائق، والتقسيمات، والشبكات التشخيصية، يمكن أن تكفلا استقراراً وتشخيصاً.

وبما أن بروبيوس لا يزال يستخدم في تراث لا يحصى وفي منشآت جديدة (في جانب ملامحه الخلف)، فإن معرفة تشكيلة الرقيق المناسبة لا تزال ذات أهمية كبيرة، إذ تشير دائما إلى الوثائق الرسمية من شركة بروبس الدولية (التي أصبحت الآن جزءا من شركة PI) ومصنعي الأجهزة الخاصة بك من أجل المواصفات الأكثر وجودا، مع توخي الحذر في التخطيط والاهتمام بالتفاصيل، يمكن أن تحققا اتصالات موثوقة تلبي متطلبات التشغيل الآلي الصناعي الحديث.