פרופ'אבבוס DP בייצור מודרני

בסביבות ייצור מתקדמות, מערכות שידור ואריזות יוצרות את עמוד השדרה של זרימת החומר וטיפול במוצר.מערכות אלה דורשות תקשורת ⁇ סטית חזקה, קביעה בין בקרים לוגיים מתכנתים (PLCs), כוננים משתנים (VFDs), חיישנים, ופועלים. פרופ'יבוס DP (Detralized Peripherals) צמחו כסטנדרט ייצור בוגר המספק אמינות, מהירות, מהירות, והתאמה הדדית הנדרשת לפרוטוקול ICO 611, ו- ICO, החל מ- Iputed.

הפרוטוקול & #8217; אדריכלות מבוזרת מאפשרת להפיץ I / O מכשירים לתקשר ישירות עם בקרים על כבל מעוות אחד מעוותים-pair, חיסול נקודה מורכבת עד לנקודה wiring. מאמר זה בוחן את היתרונות העיקריים של פרופ'יבוס DP במיוחד עבור מערכות שידור ואריזות, כולל יכולות בזמן אמת, יכולת דרוג, תכונות אבחון, ויעילות זה גם לדון על אסטרטגיות מעשיות ויישומים עם שיטות הפעלה.

מה זה פרופ'יבוס DP?

פרופ'יבוס DP הוא שדהבוס מהיר המיועד לתקשורת בין בקרים אוטומציה לבין מכשירים היקפיים מבוזרים.זה פועל בשיעורי נתונים מ 9.6 kbit / 12 Mbit /s, עם ההגדרות הנפוצות ביותר להיות 1.5 Mbit / 12 מכשירים מביט / 12 Mbit / 12 עבור אוטומציה במפעל.פרוטוקול משתמש מודל Master-slave (או רב-master): אחד או יותר מאסטרים (p, CS), מעבדי, מעבדי, מעבדי, מעבדי) ו-Cs (מפרקים, בקרה, מעבדים, DC) ו-PC (או מעבדים, בקרה).

השכבה הפיזית היא בדרך כלל RS-485 עבור מגזרים חשמליים, המאפשרת אוטובוסים להאריך עד 1,200 מטרים ללא חזרות בשיעורי הבּוֹד התחתון.עם חזרות, אורכו של רשת יכולים להאריך כמה קילומטרים. פרופ'יבוס DP תומך גם בסיבים אופטיים (FO) ו- MBP (אוטובוס ממנצ'סטר המופעל) שכבות פיזיות לסביבות מסוכנות.

מאפיינים טכניים מרכזיים כוללים זמני מחזוריים ⁇ (כנמוך כמו 1 מ"ס עבור רשתות קטנות), החלפת נתונים מחזוריים עבור תהליך I / O, ושירותי ציליקלי לפרמטריזציה, תצורה ואבחון.הפרוטוקול תומך גם ב-Time-stamping, ניתוח איזוכרוני, ותקשורת עבדים-לעבד (מידע בין עבדים ללא התערבות אדנית באמצעות חילופי נתונים ישירים).

היתרונות העיקריים של פרופ'יבוס DP עבור קונבייזרים ו- Packaging

אמינות גבוהה וביצועים Deterministic

מערכות קונדור ואריזות לא יכולות לסבול עיכובים תקשורת בלתי צפויים. A חיישן קורא מיקום מוצר חייב לגרום לעיכוב כונן או להסיט את שער ה-Hyor בתוך חלון זמן מובטח. Profibus DP מספק העברת נתונים ⁇ סטית עם Jitter בדרך כלל מתחת 1 מיקרו שנייה ב-12 Mbit /s. תכונה זו בזמן אמתית מבטיחה סינכרוניזציה מדויקת בין מגזרי שידור, יחידות איסוף רובוטיות, ומכשירים כגון, אריזות, , , להקות, להקות, להקות, , להקות להקות , להקות להקות , , להקות להקות להקות , , , להקות קלאבילינדרים , , , , , , , , , , , , , , , קלאבילינדרים , , , , , , , , , , , קלאבילינדרים קלאבילינדרים , , .

הפרוטוקול משלב זיהוי שגיאות ומנגנוני סובלנות אשמה.כל טלגרם כולל בדיקת מידע, ומכשירי עבדים יכולים לדווח על מידע אבחון מבלי להפריע לזרימת הנתונים המחזוריים.בצורות מרובות-master, העברת אסימונים בין המאסטרים מונעת התנגשות ולהבטיח שכל בקר מקבל גישה לאוטובוס בתוך זמן מוגדר.אמינות זו מפחיתה ישירות את זמן לא מתוכנן, שהוא קריטי בייצור גבוה שבו אפילו כמה דקות ספורות של דפיות יכולות לעצור.

תקשורת בזמן אמת וסינכרון

פרופ'יבוס DP תומך במצב שידור מחזורי שבו הנתונים I / O מוחלפים במרווחים מוגדרים מראש.עבור מערכות שידור עם תחנות כונן מרובות, זה מאפשר לכל VFD לקבל פקודות מהירות משוב בו זמנית.מצב הצטברות הוארונואידים (Profibus DP-V2) מוסיף שעון גלובלי המיישר את מחזור האוטובוס עם מחזור של היישום בקרה.

יישומים אריזה לעתים קרובות כרוכים במספר רב של פעולות כי חייב לפעול בתוך מחזור מכונה יחיד.לדוגמה, עטיפה זרימה דורשת תיאום מדויק של להאכיל סרט, מוצר בהנקה, חתך ברים, חיתוך סכינים. Profibus DP יכול להשיג זמני מחזור של 1 & #8211; 5 מ"ס עבור יישומים כאלה, מספיק עבור רוב מהירויות האריזה. כאשר בשילוב עם ביצועים גבוהים PLCs, שדהבוס לחסל את הצורך אוטובוסים ייעודיים עבור אוטובוסים רבים.

סקלאפיליות וטופולוגיה גמישה

רשתות פרופ'יבוס DP יכולות להכיל מכמה עשרות עד כמה מאות מכשירים.מערכות קונוויאור מתפתחות לעתים קרובות לאורך זמן: אזורי מיון חדשים, מיזוג נתיבים, או תחנות אריזה מוסיפים.השדהבוס מאפשר הרחבה פשוט על ידי הוספת מכשירי עבדים וחיבור אותם לאוטובוס, בתנאי אורך האוטובוס וספירת המכשיר תישאר בגבולות.

טופולוגיה הרשת גמישה: ליניארית (daisy-chain), עץ, או תצורות כוכבים הם אפשריים באמצעות רכיבים פעילים.בפרקטיקה, שרשרת daisy לאורך קו המעביר הוא עלות יעילה וקלה להגשה. עבור אולמות אריזה גדולים עם מכונות מרובות, טופולוגיה כוכבים עם מתג (או מרכז פעיל) יכול לפשט את ההיקף הזה.

מערכת ההפעלה והמכשיר

פרופ'יבוס DP הוא תקן פתוח נתמך על ידי פרופ'יבוס &אמפ; פרופ 'ינט הבינלאומי (PI) ארגון מאות יצרנים מציעים מכשירים מוסמכים, כולל חיישנים (חשמל, אינפורמטיבי, קיבולי), פועלים (מסומים pneumatic, גלילים חשמליים), מניעים (Siemens, ABB, SEW, Lenze, וכו '), מתחילים מנועים, I מרחוק / Omon, ומודולים אופטיים, IOemgate יחידות תקשורת, IO-Ext, ו-ExtraiOemiOemiO-Extraptine-to-Int, , , , , , , , , , , עבור רכיבי מערכת אקולוגיתיקים, עבור רכיבי מערכת ההפעלה, אריזות אופטיקה, , , עבור מדיה אופטיקה, , , עבור מדיה אופטיקה, ו-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to

קבצי GSD (תיאור כללי של התחנה) מגדירים את יכולות המכשיר של כל עובד, ומאפשרים לכל מאסטר להגדיר אותו.פילוסופיה זו של Plug-and-play סימולטור הנדסה ולהפחית את זמן הגיוס.כאשר חיישן נכשל בקו, תחליף מיצרן אחר יכול להיות מוחלף עם רזולוציה מינימלית, כל עוד הקובץ GSD מעודכן.

עלויות-אווירה יעילות ו-Simplified Wiring

בהשוואה ל- מקבילה קונבנציונלית, פרופ'יבוס DP מפחית באופן דרמטי את עלויות הקנוניה. כבל מעוות יחיד יכול להחליף עשרות חוטים בודדים אשר עברו מכל חיישן ומבצע חזרה לצריף PLC.עבור מעבורת טיפוסית עם 50 חיישנים ו-20 פועלים, חיסול של כבלים נפרדים חוסך חומרים, מתקנים, עבודה ומרחב הקבינט.

עלויות תחזוקה נמוכות יותר מכיוון שפגמים קלים יותר לזהות באמצעות אבחון אוטובוס.במקום לבדוק את הזינוק של כל חיישן בנפרד, טכנאי יכול לראות את האבחון של תחנת המאסטר כדי לראות איזה עבד איבד את התקשורת.יתר על כן, הבנייה המחוספסת של כבל האוטובוס (בדרך כלל מעיל PUR, מגן מחונן) עומד על הלחץ המכאני והחשיפה הכימית המשותפת באריזות.

אבחון מתקדם ו ניטור מצב

פרופ'יבוס DP-V1 ו-DP-V2 מציגים שירותים משופרים המאפשרים אבחון נרחב.אמן יכול לקרוא סטטוס המכשיר, קודים וערכים פרמטר מבלי להפריע לנתונים של תהליכים מחזוריים.עבור מכונות אריזה, זה אומר זיהוי מוקדם של ללבוש בשסתום, שימוש בנזקים, או בנחישות.

כמה עבדים מודרניים של פרופ'יבוס כוללים איסוף נתונים פנימי ויכולים לשלוח הודעות אזעקה על שינויים מעמדיים.במערכת מעבירה, למשל, מתווך מנוע עשוי לדווח על מצב של מעבר לטמפרטורה לפני שטיול תרמי מתרחש.המערכת יכולה אז לקבוע תחזוקה בזמן המתוכנן ולא לסבול הפסקת חירום.יכולת זו משפרת באופן ישיר את יעילות הציוד הכולל (OEE).

יישום במערכות Conveyor

חומר יד וחלוקת

במרכזי ההפצה, משדרי רולר מופעלים, מקהלות חגורתות ומערכות מיון משתמשים ב- Profibus DP כדי לחבר חיישנים פוטואלקטריים, קוראי ברקוד, ובקרי אזור כל בקר בניהול קטע של המעביר, והמאסטר לתאם את זרימת המוצר.עם פרופ'בוס DP, המערכת יכולה להשיג שליטה מדויקת בין הקרטון, מניעת ריבק ומאפשרת גבוהה באמצעות פרוטוקולים של ה-ה מאפשר קריאה ו- 3 מקודמות.

כלי רכב מודרך אוטומטיים (AGVs) כי ממשק עם משדרים לעתים קרובות להשתמש פרופ'יבוס DP כדי לתקשר עם טעינה / עומס תחנות.הטבע הדטרמיוני של האוטובוס מבטיח כי בקשתו של AGV להעביר כרעת מבוצעת בתוך זמן המחזור הנדרש. במערכות היברידיות אלה, פרופ'יבוס DP גשרים ניידים ואוטומציה נייחית, צמצום שילוב מכני ושיפור גמישות.

שילוב קו אריזה

קווי אריזה מודרניים משלבים מכונות מרובות: יחידות בצורת-מזבל, קרטונים, להקות מקרה, ו- platletizers. Profibus DP פועל כעמוד השדרה המחבר את הבקר המקומי של כל מכונה ל- PLC ברמת קו-קו.הבקר הקו יכול לפקח על שיעורי הייצור, ליזום שינויים, לתאם רצף ההפעלה / הבקתה.

לדוגמה, מכונה בצורת אנכית-פידל-סולית עשויה להשתמש ב- Profibus DP כדי לתקשר את המהירות הנוכחית שלה ואת מתח הסרט ל-Digtoner downstream Checkweigher ו- Cartoner. The Cartoner מאמת את מהירות שרשרת השרשרת שלה בהתבסס על קצב המוצר הנכנס, שמירה על לחץ חוזר קבוע.בינתיים, תיק מקבל דפוסים משורה זו משפרת את היעילות הכוללת ולהפחית פסולת.

תרגולי תחזוקה של אבחון-Driven

בעת יישום פרופ'יבוס DP במערכת העברת, תוכנה (למשל, סימנס STEP 7, TIA פורטל, או כלי צד שלישי) יכול לתעד את הטופולוגיה של האוטובוס, פרמטרים למכשירים וסףים אבחון. Technicians יכולים להשתמש במוניטור אוטובוס או תוכנה כדי לעצור שגיאות תקשורת לאורך זמן.

קווי אריזה רבים כוללים פונקציות הקשורות לבטיחות כגון ניטור חירום ומשמר, בעוד פרופ'יבוס DP אינו מספק תקשורת בטיחותית (פרוטוקולים בטיחותיים מאוישים כמו PROFISafe נדרשים), רשת פרופ'יובוס הסטנדרטית יכולה לשאת נתונים לא בטוחים המסייעים למפעילים לזהות אילו מכשיר בטיחות מופעל לעצור.זה מקשה על פתרון בעיות ולהפחית את הזמן כדי להפעיל מחדש.

השוואה עם Alternative Fieldbuses

כמה רשתות תעשייתיות אחרות להתחרות בבקשות להעברת מידע ואריזות: Ethernet/IP, Profinet, DeviceNet ו- CANopen.כל אחת מהן יש נקודות, אבל פרופ'יבוס DP שומרת על יתרונות בתרחישים ספציפיים.

(FLT:0Ethernet/IPFLT:1 מציע רוחב פס גבוה יותר (100 Mbit /s) והוא יליד מערכת אקולוגית רוקוול אוטומציה. עם זאת, זה בדרך כלל דורש בקרים חזקים יותר ומהנדסי רשת מיומנים עבור תצורה נאותה (למשל, מתגים מנוהלים, טיפול IP, ניהול תנועה DP, עם הפשטות RS-485 שלה, קל יותר לטעון ולשמור על מערכות קטנות-ת-ת-תנ"א-IP יכול גם להשיג את ה- Ethernet עם מחזור קבוע יותר מאשר C-אטלנטיקרדינלד / , אם כי הוא קבוע יותר מאשר C-אטלנטיקנדרן C-אטלנטיקנדרן.

(FLT:0)ProfinetigFLT:1 הוא יורש הגיוני, מציע ביצועים גבוהים יותר ושילוב עם רשתות IT. עבור מתקנים חדשים, פרופ 'ניאנט הוא לעתים קרובות המועדפת. עם זאת, מפעלים קיימים רבים כבר יש תשתיות DP, ושדרוג קווים שלמים לפרופ'ינט לא יכול להיות מוצדק. פרופ'יבוס DP נשאר יעיל עבור פרויקטים רטרופורמטיביים וחומים בנוסף, עבור ביצועים מבוזרים לחלוטין / IOreative עדיין לא דורשני עדיין לא מספיק.

(FLT:0)DeviceNetph:1, עוד שדהבוס מבוסס CAN, יש שיעורי נתונים נמוכים יותר (עד 500 kbit /s) והוא מוגבל יותר מרחוק ו- Node ספירת התקנים DP Supersedes התקןNet במהירות וגודל רשת, מה שהופך אותו מתאים יותר עבור קווי שידור ארוכים עם מכשירים רבים.

(FLT:0) נפתח FLT:1) הוא פופולרי בשליטה מוטבעת ותנועה, אבל שיעור ה baud המקסימלי שלו (1 Mbit /s) ומגבלות טופולוגיה יכול להיות מוגבל עבור מערכות מבוזרות גדולות. פרופ'יובוס DP מציע מהירות גבוהה יותר ומרחקים ארוכים יותר, אם כי יכול לפתוח הצטיין ביישומים רגישים עלות, קטנים יותר.

לסיכום, פרופ'יבוס DP תופסת קרקע בינונית מוכחת: מהר יותר מאשר שדות מבוססי CAN, פשוט יותר מאשר Ethernet תעשייתי, ועם בסיס מותקן עצום המבטיח תמיכה לטווח ארוך וזמינות חלקי חילוף.

דרישות עיצוב עבור פרופ'יבוס DP Networks

קלינג, סיום, וקרקע

בחירת כבל נכונה היא קריטית. Profibus DP משתמשת כבל מעוות (סוג A, B, או C, עם סוג A להיות תקן) המגן חייב להיות מחובר PE בשני הקצוות באמצעות קלפי כבל.פולים. תורים הפסקת אוטובוס (390m משיכת-up, 220m אימפולס, אוה משיכה לאחור) חייב להיות פעיל בשני הקצוות הפיזיים של הפרשים של מערכת ההפעלה הנכונה ביותר (ברמה של שגיאות תקשורת C).

עבור מערכות שידור עם ריצות כבל ארוכות, חוזר יכול להיות נחוץ.כל חוזר מחלק את מגזר האוטובוס ו regenerate אותות.עם זאת, כל חוזר מציג גם עיכוב קטן (כ 1 זמן) עבור מערכות הדורשות סינכרוניזציה הדוקה מאוד (למשל, תנועה איזורוונכרונית), את העיכוב הכולל באמצעות חזרות יש לקחת בחשבון עבור בפועל, שמירה על כל אחד מקטעים / מ"מ / מ"מ, 000 / מ"מ, או מ"מ, או יותר מ"מ, על כל בעיות ב- kbit.

רשת וכתובת מכשירים

כל עבד דורש כתובת DP ייחודית (0-126, עם 0 שמורה עבור המאסטר) להגדיר באמצעות מתגי DIP או תוכנה. עבור קווי אריזה עם מודולים משתנים, מתגי DIP הם לעתים קרובות מועדים כי הם מתעקשים אם התקן מוחלף.אמן האוטובוס חייב לאחסן את הקבצים GSD עבור כל סוגי העבד. בעת שילוב כונן צד שלישי או שסתום, קבלת וטעינה את הקובץ GSD הנכון הוא חיוני.

תצורה של נתונים Cyclic מגדירה את I / O הקצאת נתונים.לדוגמה, כונן VFD עשוי להיות 4 על ידיטים של מילת בקרה (start /stop, מהירות ההתייחסות) ו 4 על ידיטים של מילה (מהירות מעשית, הנוכחי) המאסטר קורא את מצב מחזורי וכותב את מילת הבקרה.עבור מעבירות עם כונן רבים, נתונים עקביים, הורות על פני ספקים שונים של תכנות פשטות.

אבחון ופתרון בעיות

כאשר פרופ'יבוס DP משמש במערכות העברה, נושאים משותפים כוללים מחברים שבורים או רציפים (M12 או DB9), כבלים פגומים מחלקים נעים, והתערבות חשמלית מ VFDs.שימוש במוניטור אוטובוס (למשל, פרופ'יטר, Wireshark עם כלי לכידת פרופ'בוס) יכול למקם כישלונות פגומים. pLCs רבים מציעים אבחון: קריאה בלוקים של מספר קודים עם שגיאות.

אמצעים מונעים כוללים כבלים אוטובוס בנפרד מכבלי חשמל (מינימום 20 ס"מ הפרדה), באמצעות ליבות מפרט על פלטי VFD, ומפרט מחברים מותחים IP67 לסביבות כביסה.עבור קווי אריזה עם כביסה תכופה, רכיבי האוטובוס צריכים להיות מדורגים בהתאם (IP65/67) ו- לחבר מכסה נמלים ללא שימוש כדי למנוע לחות.

מקור: Profibus DP

בעוד שפרוטוקולים של פרופ'ינט ו- Ethernet תעשייתיים אחרים מאומצים יותר ויותר עבור מתקנים חדשים, פרופ'יבוס DP ממשיכה להיות פרוסה נרחב בהתרחבות של חומיםפילד ובתעשיות שבהן אמינות מוכחת בשימוש מוערכת.הארגון של PI עדיין שומר ומעדכן את הסטנדרט, עם הגרסה האחרונה (DP-V2) מוסיפה תכונות כמו מוד כרוני ו-עבד-ל-לאבס.

שילוב פרופ'יבוס DP לתוך ארכיטקטורות בקרה מודרניות הוא פשוט באמצעות שערי פרוקסי (למשל, פרופ'יבוס-to-Profinet או פרופ'יבוס-to-Ethernet/IP גשרים) מכשירים אלה מאפשרים קו DP מורשת פרופ'יבוס לתקשר עם מערכת בקרה עכשווית.זה יכולת גירוד מבטיח כי השקעות בתחום ה- ProfbusiDP של התקני שדה מוגנים אפילו כמתפקדים.

עבור משדר ואריזות OEM, שמירה על המומחיות של פרופ'יבוס DP נותר בעל ערך, כי לקוחות רבים הקצה סטנדרט על זה.ידע של פרופ'יבוס DP עמלות, פתרון בעיות ושילוב עם מערכות ברמה גבוהה יותר ימשיך להיות מיומנות שוקית לעתיד הנראה לעין.

מסקנה

פרופ'יבוס DP מספק שילוב משכנע של תקשורת בזמן אמת רדיניסטית, אמינות גבוהה, דרוגיות וחסכוניות עבור מערכות שידור ואריזות.מערכת אקולוגית פתוחה ומערכת אקולוגית עצומה שלה להבטיח יכולת בין-ידי יצרנים מרובים, צמצום מאמץ הנדסי ומתקנים עתידיים עמידים לעתיד.יכולות אבחון מתקדמות של פרוטוקול מאפשר תחזוקה מבוססת תנאים, שיפור OEE בעוד פרוטוקולים של Ethernet תעשייתיים צוברים, עדיין דרישות ייצור חזקות ופעולות מתקדמות של פיתוח, הן יכולות ניהוליות מודרניות.

לקריאה נוספת, עיין ב- PI הארגון & #8217; הנחיות ההנחיות של ה-FLT:0.www.profibus.comph 1.comFLT:1, ועיין בהערות יישום טכניות על פרופ'יובוס DP DP ותצורת מכשירים הזמינים מ-FLT:2Siemens Industry SupportFLT 3: ו-FLT:4SEW-Eurodrive:55