Table of Contents

فهم النبلاء الشيطاني

والرسوم (العمليات الميدانية) هي بروتوكول قوي يستخدم على نطاق واسع في مجال التشغيل الآلي الصناعي للتواصل في الوقت الحقيقي بين المتحكمين والمجسين والمحاضرين والأجهزة الميدانية الأخرى، ويعتمد البروتوكول على هيكل ثابت (أو مدير مع مرور ملتوي) حيث يجب أن يكون لكل مشارك عنوان فريد لضمان تبادل البيانات بشكل منظم ويمكن التنبؤ به، ويعالج نطاق العبيد بعض من صفر إلى 126.

دور العنوان في برنامج " بروبس "

ويضم كل برقية من برقية البروفوس عنواناً للمقصد وعنواناً للمصدر في رأسها، ويستخدم عنوان المقصد لاختيار العبيد المستهدف، بينما يستخدم العبيد عنوان المصدر لتحديد منشأ الطلب، وإذا كان العبيد يتقاسمون العنوان نفسه، فإن المعلم سيتلقى ردوداً متضاربة أو لا يرد عليها بشكل صحيح، مما يؤدي إلى أخطاء في الاتصالات يمكن أن تخترق الشبكة بأكملها، وعلى العكس من ذلك، فإن مخططاً جيداً للشحنات هو الذي يكفل وصول كل جهاز إلى الحد الأدنى.

العناوين الاحتياطية والخاصة

وكثيرا ما تُخصص العناوين من صفر إلى 4 و 127 لأداء مهام محددة حسب صورة " بروبس " (DP, PA, or FMS) مثلا، العنوان صفر هو عدم وجود ماسِّي الرتبة 1 (مراقبو السياسات)، ويُستخدم العنوان 127 في البث العالمي، وبعض المصانع يُحتفظ بها لخواديم التشخيص أو أدوات التشكيل، ومن المهم الرجوع إلى وثائق الأجهزة المحددة ومعايير " بروبست " (IEC 61158) لتجنب النزاعات.

أفضل الممارسات لمعالجة الأجهزة في شبكات الصور

ويؤدي تنفيذ استراتيجية مدروسة لمعالجة الوضع من مرحلة التصميم إلى تحقيق أرباح في الأداء، والقدرة على الاستمرار، والقدرة على التصعيد، كما أن أفضل الممارسات التي تستمد من عقود من الخبرة الميدانية تتوسع فيها.

Assign Unique Addresss without Gaps

وفي حين أن الفريد غير قابل للتفاوض، فمن المفيد أيضا إبقاء العناوين متقاربة داخل المجموعات المنطقية، فعلى سبيل المثال، تخصيص العناوين من 10 إلى 19 للمستشعرين على خط نقل واحد، و 20 إلى 29 للمحاضرين في منطقة أخرى، و 30 إلى 39 للوحدات التشخيصية، وتبسّط النطاقات المتقاربة التشكيل في جداول رسم الخرائط الرئيسية، وتجعل الاضطرابات أسرع نظرا لأن فجوة معالجة الاختفاء كثيرا ما تشير إلى وجود جهاز مفقود أو فاشل.

خطة التوسع في المستقبل

- حاويات محمية من عناوين الأجهزة المستقبلية - إذا استخدمت الشبكة الحالية 30 عبيدا، فنظر في تخصيص عناوين من 10 إلى 60، مغادرا الغرفة، وهذا يحول دون إعادة تشكيل الشبكة بأكملها عندما تضاف بعد ذلك أجهزة جديدة، وإعادة الخلع مسببة للاضطرابات ويمكن أن تستحدث أخطاء إذا لم تدار بعناية.

تجنب استخدام العنوان الافتراضي (عادة 3 أو 126)

وهناك العديد من أجهزة البراموس تأتي من المصنع مع عنوان غير مقصود - 3 أو 126، وسيؤدي نقل جهازين يحملان نفس العنوان الافتراضي إلى إثارة منازعة فورية في الحافلات، وسيغيران العنوان دائما قبل ربط الجهاز بالشبكة الحية، واستخدام مفاتيح التبديل الدوارة، أو مفاتيح تبديل أجهزة البرمجيات، أو أدوات البرمجيات لتحديد عنوان فريد وعلامات مادية للجهاز.

الوثيقة كل عنوان

الاحتفاظ بصحيفة أو قاعدة بيانات رئيسية مع الأعمدة الخاصة بالعنوان النباتي، ونوع الجهاز، والموقع، والرقم التسلسلي، ونسخة البرمجيات الثابتة، وتاريخ التغيير الأخير، وهذه الوثائق قيمة للغاية عندما تزيل الأخطاء المتقطعة، كما أنها تبسط الامتثال لمعايير الصناعة مثل ISA-95 لإدارة الأصول.

الأجهزة حسب المهام أو الموقع

فالتجمعات المحلية تقلل من الحمولة المعرفية على موظفي الصيانة، فعلى سبيل المثال، يمكن لجميع الأجهزة الموجودة في محطة مضخة أن تستخدم العناوين ٤٠-٤٩، بينما يستخدم أولئك الذين يوجدون في سفينة مختلطة ٥٠-٥٩، وإذا كانت الشبكة تضم خزانات متعددة أو صناديق مقاطع، النظر في استخدام مخطط للملابس الفرعية أو تقسيم الشبكة مع أجهزة إعادة إرسال وتعيين نطاقات منفصلة لكل قطاع.

خطابات الأجهزة المؤمنة: الأساليب والأدوات

وتساند أجهزة تحديد المواقع عدة طرق لمعالجة التكوين، ويتوقف الاختيار على قدرات الأجهزة والاحتياجات التشغيلية للشبكة.

مفاتيح البرمجيات (الروتاريات أو DIP)

ومعظم العبيد من طراز DP تشمل مفاتيح دوارة أو مبدلتين من طراز Hxadecimal (0-F) تسمح بالعناوين من 0 إلى 255، ولكن لا يوجد سوى 0-126 صالحة، وتستخدم بعض الأجهزة مفاتيح تحويل من أجل تحديد العنوان الثنائي، وهذه الطريقة موثوقة ولا تتوقف على الاتصالات الشبكية، مما يجعلها مثالية للإنشاء الأولي، غير أنها تتطلب الوصول المادي إلى كل جهاز وقد تكون غير عملية بالنسبة للمسدسات الختمية أو المزرية.

تداول البرمجيات عن طريق المعلم

ويقوم العديد من كبار الشخصيات الحديثة (مثلاً سيمنز CP 5711 أو روكويل 1756-DHRIO) بدعم تشكيلة عناوين الإنترنت من خلال أدوات مثل " سيمنز سيميتتش " ، الخطوة 7، أو بوابة " TIA Portal " أو برامج حاسوبية غير معتمدة على حقل مثل " PROFIbus Configurator " ، وهذا النهج يسمح بتغيير العناوين دون الحاجة إلى فتح مجلس الوزراء، ولكن لا بد من أن يكون قد وصل إلى عنوانه الحالي.

حافلة متحركة لمعالجة الأدوات

ويمكن للمبرمجين المكرسين أو الموفدين الذين يجهزون بالحافلات الوصول إلى جهاز على كابل البروفوس لقراءة أو تحديد عنوانه، حتى وإن لم يدمج الجهاز بعد في الشبكة، وهذه الأدوات مفيدة أثناء التكليف بعدم وجود معلم نشط، كما أنها توفر تشخيصات إضافية مثل بيانات المدخلات/النواتج والأخطاء.

وضع العنوان في ملف إدارة الأمن العام

ولكل جهاز من أجهزة البروفات ملف للوصف في المحطة العامة يحدد قدراته، بما في ذلك النطاق المسموح به للكلمات والعنوان الافتراضي، ويستخدم المعلم جهاز الأمن العام في وضع مواصفات صحيحة للعبد، ويضمن عند تعيين عناوين يدوية أن يكون العنوان المختار في النطاق المعلن في إدارة الأمن العام؛ وإلا فإن المعلم قد يرفض الجهاز أثناء بدء التشغيل.

أثر التعاطي السليم على أداء الشبكة

وكثيرا ما تقلل من شأن العلاقة بين المعالجة والأداء، كما أن مخطط عنوان جيد التنظيم يقلل من النفقات العامة للحافلات ويحسن من التسمية وييسر التشخيص السريع للأخطاء.

تخفيض عدد حالات التأخير في الاتصالات وإعادة النقل

وعندما تكون العناوين فريدة من نوعها وفي نطاقها المتوقع، لا يتلقى الماجستير ردوداً متضاربة أو متضاربة، مما يلغي الحاجة إلى إعادة التلغراف التي تستهلك عرض النطاق الترددي للحافلات ويزيد من الوقت في الدورة، وفي الشبكات التي لها حجم بيانات مرتفع (مثلاً 50+ عبيد في 12 ميغابايت)، يمكن أن يتسبب عدد قليل من عمليات الفرز في تباطؤ يمكن كشفه.

أسرع وقت بدء تشغيل المركبة

ويحدَّد وقت دورة " بروبس " (DP) بمبالغ طول البرقية لجميع العبيد النشطين بالإضافة إلى بعض النفقات العامة، وإذا لم يرد عبد بسبب التضارب أو العنوان غير الصحيح، فإن السيد سينتظر وقتاً طويلاً، ويزيد من الوقت المخصص لجميع الأجهزة، ومن خلال ضمان الوصول إلى جميع العناوين وتكوينها على النحو المناسب، فإن وقت الدورة يظل عند الحد الأدنى النظري للرأس، مثلاً، في شبكة تضم 1.5 ملليون.

الحد من حالات الاضطرابات والحد من الوقت

وعندما يفشل الجهاز، تسمح خريطة عنوان موثقة لموظفي الصيانة بالكشف بسرعة عن الجهاز المادي، وبدون وثائق، قد يضيع التقنيون ساعات تعقب الكابلات أو يستخدمون مراقبات الحافلات لحذف العنوان، وعلاوة على ذلك، يمكن لأدوات التشخيص الحديثة قراءة قائمة العنوان المباشر من الماجستير؛ ويكشف مقارنة ذلك إلى خطة موثقة على الفور عن وجود تناقضات، وهذا يقلل من الوقت اللازم لإصلاحه ويزيد من فعالية المعدات عموما.

تحسن القدرة على التصعيد

فالشبكات التي تنمو بصورة عضوية كثيرا ما تعاني من التجزؤ، مما يجعل من الصعب إضافة عبيد جدد دون تضييق العناوين القائمة، كما أن مخططا للكلمات المخططة مسبقا مع قطع محجوزة يتجنب هذه المشكلة، كما أنه يبسط توسيع الشبكات المجزأة (مثل استخدام أجهزة إعادة الإرسال لإنشاء شبكات فرعية) لأن كل جزء يمكن أن يكون له نطاق عنوانه الخاص بينما يظل جزءا من شبكة بروفيروس المنطقي ذاتها.

معالجة مواضيع الشبكة المعقدة

ونادرا ما تكون الشبكات الصناعية تشكيلات من نقطة إلى نقطة معينة، وتُدخل نظم متعددة المحركات، وسيدات زائدة، وخطوط الألياف البصرية، اعتبارات إضافية تعالج المسألة.

شبكات متعددة المعالم ومرور مكسيكي

وفي معرض " بروبس " ، يمكن للمعلمين المتعددين أن يتعايشوا في نفس الحافلة باستخدام المارة الخبيثة، ويجب أن يكون لكل سيد عنوان فريد (عنوانان منخفضة جداً مثل 1 و2 و3) وتُسند العبيد إلى سيد معين عن طريق تشكيلة إدارة الشؤون العامة، وتُعد معالجة النزاعات بين الماجستير كارثية - وهم يحولون دون مرورهم على نحو صحيح، ويتسببون في انقطاع الحافلات.

النظم الزائدة عن الحاجة

فهندسة البروبوس الرادعة (مثلا، سيدين متوازيين مع التحول) تتطلب نسختين من العناوين بالنسبة للزوجين الزائدين؟ في الواقع، يجب أن يكون لكل سيد زائد عن الحاجة عنوانه الخاص، ولكن العبيد مرتبطان بكل منهما ويجب تشكيله تبعا لذلك، ولا يزال عنوان العبيد هو نفسه بغض النظر عن نشاطه، ويعني التلاعب هنا أن العنوان الرئيسي للرق لا يزال فريدا من نوعه في نفس الجهاز المزدوج.

استخدام أجهزة التريب والفصل

وعندما تتجاوز الشبكة أقصى مدة أو عدد الأجهزة، تستخدم أجهزة إعادة الإرسال (أو أجهزة إعادة الإرسال من طراز RS-485) لخلق قطاعات كهربائية منفصلة، وكل جزء من هذه القطاعات هو جزء مستقل من الحافلات، ولكن يتقاسم نفس الحيز المنطقي، وهذا يعني أن جهازاً في الجزء الأول لا يمكن أن يكون له نفس العنوان الذي يُستخدم فيه جهاز في الجزء الثالث، ولا يزال المعلم يرى الشبكة بأكملها كخاتم منطقي واحد، ويجب أن تكون خطة العنوان فريدة عالمية.

معالجة التشخيص والخطأ فيما يتصل بمعالجة

وتشكل المشاكل المتصلة بالعناية من بين أكثر الأسباب شيوعاً لقضايا شبكة " بروبس " ، ومن الضروري فهم كيفية تشخيصها من أجل الحفاظ على الأداء.

المقاييس المشتركة لمعالجة النزاعات

  • Intermitent loss of a tool:] The master reports a slave failure but the tool appears powered. This often occurs when two slaves with the same address are both power-cycled at different times.
  • High bus error counts:] Bus monitors (e.g., ProfiTrace, NetTEST) show many “short Telgram” or “invalid response” and these frequently stem from address collisions.
  • Cycle time spikes:] Occasional long cycle times correspond to the master waiting for a timeout on a missing slave.
  • Watchdog timeouts:] Slaves may enter fail-safe mode if they do not receive regular Telgrams, which can be caused by the master addressing another tool mistakenly.

استخدام مرصدي الحافلات لمعالجة مسألة التداول

ويلتقط مراقب حافلات جميع حركة السير على كابل البروفيس، ويمكن للمهندس أن يرى ما إذا كان جهازان ينقلان مع العنوان نفسه، ويعرض معظم المراقبين قائمة العنوان المباشر ويسلط الضوء على الازدواج، بل يمكن للشاشات المتقدمة أن تحاكي ماد يُستفسر عن كل عنوان ويرى الأجهزة التي ترد، ويُنشئ خريطة للشبكة، وهذا الأسلوب لا يقدر بثمن عندما تكون الشبكة قد تم تكليفها بالفعل، كما أن الوثائق ضعيفة.

معالجة مسألة حل النزاعات

  1. اقطع الشبكة من جميع المعلمين واخلعها
  2. استخدام جهاز مراقبة حافلات أو أداة يدوية لمسح كل عنوان من عنوان من 1 إلى 126 وتسجيل أي أجهزة تستجيب.
  3. مقارنة بين العناوين المكتشفة والخطة الموثقة أي جهاز غير مدرج أو يظهر مرتين هو صراع
  4. وبالنسبة للأجهزة المتضاربة، فإن تحديد مكانها ماديا وتغيير عنوان واحد إلى عنوان حر ضمن النطاق المخطط له.
  5. تحديث التشكيلة الرئيسية لمطابقة العنوان الجديد وإعادة تحميله.
  6. إعادة ربط الشبكة والتحقق من أن جميع العبيد على الإنترنت مع بيانات صحيحة عن الشبكة الدولية.

معالجة مختلف موجزات بروبس

وللبرامج عدة ملامح (DP, PA, and FMS) تؤثر على معالجة الاتفاقيات بشكل طفيف.

Profibus DP (Decentralised Peripherals)

إدارة شؤون الإعلام هي أكثر السمات شيوعاً في التشغيل الآلي للمصانع، وهي تستخدم نموذجاً للاتصالات الدورية بواسطة الماجستير، ولكل عبد عنوان واحد بالضبط (1-126). ولا يستخدم أي تركيب فرعي، ولكن ملف إدارة الأمن العام يحدد ما إذا كان الجهاز يدعم عدة فترات، ويُحدد العنوان إما بواسطة معدات أو برامجيات كما هو موضح في السابق.() أما بالنسبة للتطبيقات العالية السرعة (12 ميغابس)، فيفضل أن يُتحَلَّل عن طريق الأجهزة لتجنب التأخيرات.

Profibus PA (Process Automation)

وتستخدم السلطة الفلسطينية في البيئات الخطرة وتستخدم طبقة مانشستر باورز المادية، وهي تتقاسم نفس نطاق العنوان الأساسي (0-126) ولكنها كثيرا ما تدمج مع إدارة شؤون الإعلام عن طريق ثنائي. وقد يكون لدى أجهزة السلطة الفلسطينية معالجة إضافية خاصة بصانعي المواد المستشعرة، ويتبع العنوان نفس القواعد، ولكن معدل البدغة البطيئة (31.25 كيلوب) يعني أن معالجة النزاعات هي أكثر تعقيدا من أي وقت.

Profibus FMS ( Fieldbus Message Specification)

ويُستبدل نظام إدارة الشؤون المالية الآن إلى حد كبير بشعبة الخدمات العامة للمهام في الوقت الحقيقي، وهو يتيح الاتصال بين الأقران والتعامل بشكل أكثر مرونة (بما في ذلك الأسماء المنطقية)، غير أن العنوان الأساسي لا يزال فريدا، وشبكات إدارة الشؤون المالية نادرة في منشآت جديدة ولكنها موجودة في نظم تراثية، وعندما تدمج أجهزة إدارة الشؤون المالية في شبكة مركزية تابعة لإدارة الشؤون السياسية، يلزم التخطيط بعناية لمعالجة النزاعات بين مجموعات البروتوكول المختلفة التي قد تتقاسم الحافلة نفسها.

دراسات الحالات الإفرادية على المستوى الحقيقي للشبكة العالمية

ولتوضيح أثر المعالجة السليمة، النظر في مثالين صناعيين مجهولي الهوية.

خط جمعية السيارات (Profibus DP, 90 slaves)

وشهدت محطة كبيرة للسيارات تغيرات غير متوقعة في الوقت الذي يستغرقه دورة المركبات تتراوح بين ٥ و ١٠ أمتار على خط آلي حرج في التجمع، وكشف رصد الحافلات أن مختصين في أجهزة الاستشعار على مختلف المزلاجات قد عينا العنوان نفسه )٣٣( خلال فترة إعادة التشغيل الأخيرة، ولم يكن العبد الذي كان يخوض النزاع دائما، ولذلك كان الخطأ متقطعا، وبعد إعادة تعيين جهاز واحد لمعالجة ٤٣ ساعة وتحديث التشكيلة الرئيسية، ٣-٢ ساعة.

Oil and Gas Pipeline Control (Profibus PA, 35 slaves)

وقد وجد مشغل خطوط الأنابيب يستخدم جهاز بروبيوس باه لمدد التدفق ومصاعد الصمامات أن إنشاء محطة ضخ جديدة يستغرق أسبوعين أطول مما كان متوقعا، وكانت المسألة مزيجا من العناوين الافتراضية )٣ و ١٢٦( التي تستخدمها أجهزة متعددة، ومن خلال تنفيذ خطة عنوانية منظمة )الصلاحيات: ١٠-١٩، المتر: ٢٠-٢٩، غير ذلك: ٣٠-٣٥٣( واستخدام جهاز مكيف للحافلات لتحديد العناوين قبل إتمام عملية التركيب.

الاعتبارات المستقبلية والتكامل بين المنظمات

ومع تطور الشبكات الصناعية نحو الصناعة ٤,٠ وشبكة المعلومات الصناعية، يجب أن تتكيف هذه الشبكة مع بيانات الدعم من مصادر متعددة، حيث تتيح بعض البوابات الحديثة وضع بيانات عناوين بيانات الخرائط إلى عناوين شركة آي بي أو شركة أو أي دي. إي. إي. ولا يغير ذلك الشرط الأساسي للعناوين الفريدة من نوعها، ولكنه يضيف طبقة من التشخيص، وعندما يدمج البروبوس في نظم تحديد الأصول ذات المستويات العليا.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن ظهور بروفينت (المخلفة للبراينت) لم يلغي الحاجة إلى ممارسات معالجة سليمة، بل يستخدم البراينت عناوين الشبكة الدولية وأسماء الأجهزة، ولكن العديد من النظم لا تزال تشمل بوابات البروفيس إلى البراينت، وفي هذه الشبكات الهجينة، يجب تنسيق مهمة العنوان مع تشكيلة برونيت لتجنب الخلط.

خاتمة

ويبدأ أداء شبكة " بروفيبس " على الوجه الأمثل بالممارسة الأساسية المتمثلة في معالجة الأجهزة الملائمة، إذ إن وجود نظام فريد من نوعه ومخطط منطقياً وموثوق جيداً للطرق يحول دون حدوث نزاعات في مجال الاتصالات، ويقلل من عبء الحافلات، ويسرع في الوقت نفسه في معالجة المشاكل، ويبسط الاضطرابات، ومن وضع مفاتيح تحويل الأجهزة إلى أدوات تشخيص حديثة، فإن كل خطوة تتخذ لإنفاذ السمات التأديبية تُسُب في ارتفاع موثوقية وتدنية تكاليف التشغيل.

وللحصول على مزيد من القراءة بشأن معايير الموجزات ومعالجة المواصفات، يرجى الرجوع إلى الموارد التالية: