כיצד לבצע אופטימיזציה של פרופ'יבוס Network ביצוע עם כתובת התקן נכונה

הבנת התקני פרופ'בוס

פרופ'יבוס (Process שדה Bus) הוא פרוטוקול שדה רב בשימוש נרחב באוטומציה תעשייתית לתקשורת בזמן אמת בין בקרים, חיישנים, פועלים, ומכשירי שדה אחרים.פרוטוקול מבוסס על מאסטר-עבד (או מאסטר עם token עובר) אדריכלות שבה כל משתתף חייב להיות כתובת ייחודית כדי להבטיח החלפת נתונים צפויה.

תפקיד הכתובת ב- Profibus Tele

כל טלגרם פרופ'יבוס כולל כתובת יעד וכתובת מקור בכותרתו.המאסטר משתמש בכתובת היעד לבחור את עבד היעד, בעוד שהעבד משתמש בכתובת המקור כדי לזהות את מקור הבקשה.אם שני עבדים חולקים את אותה הכתובת, המאסטר יקבל תשובות עומס סכסוכים או שום תגובה לא נכונה בכלל, המוביל לשגיאות תקשורת שיכולות לקרוע דרך הרשת כולה.

כתובות שמורות ומיוחדות

כתובות 0-4 ו-127 שמורות לעתים קרובות לתפקידים ספציפיים בהתאם לפרופיל פרופ'יבוס (DP, PA, או FMS) לדוגמה, כתובת 0 היא ברירת המחדל עבור מאסטרים מסוג 1 (קרי עקורים), וכתובת 127 משמשת לשידורים גלובליים.חלק מהיצרנים כתובות רזרבות לשרתים או לכלי תצורה.זה קריטי להתייעץ עם תיעוד ההתקן הספציפי וסטנדרט פרופ'ביבוס (IEC 611 לסכסוכים מותאמים לסכסוכים , כדי למנוע טיפול בלתי צפוי או התנהגות בלתי צפויה.

שיטות הטובות ביותר עבור טיפול במכשיר ב- Profibus Networks

יישום אסטרטגיה ממוקדת ממושמעת משלב העיצוב משלם דיבידנדים בביצועים, שמירה, וקנה מידה. להלן מרחיבים את שיטות העבודה הטובות ביותר נגזרות מעשרות שנים של ניסיון שדה.

כתובת: Without Gaps

בעוד הייחודיות אינה ניתנת להשגה, זה גם מועיל לשמור על כתובות נוקשות בתוך קבוצות הגיוניות.לדוגמה, להקצות כתובות 10-19 עבור חיישנים על קו אחד של שידור אחד, 20-29 עבור מעשים על אזור אחר, ו -30-39 עבור מודולים אבחון. טווחים ייצוב לפשט את התצורה בטבלאות I/O מיפוי של המאסטר, ועושים בעיות מהירות יותר כי לעתים קרובות פער כתובת מצביע על מכשיר חסר או נכשל, אלא אם כן דורש 0.

תוכנית לחדשנות עתידית

בלוקים של כתובות למכשירים עתידיים.אם הרשת הנוכחית משתמשת ב-30 עבדים, לשקול הקצאת כתובות מ-10 עד 60, עוזב את החדר.זה מונע את הצורך לנסח מחדש את הרשת כולה כאשר מכשירים חדשים מתווספים מאוחר יותר.

להימנע משימוש בכתובת Default (בדרך כלל 3 או 126)

מכשירים רבים של פרופ'יבוס מגיעים מהמפעל עם כתובת ברירת מחדל - באופן כללי 3 או 126. Powering שני מכשירים עם אותה כתובת ברירת מחדל יגרום לשביעות רצון לאוטובוס מיידי.תמיד לשנות את הכתובת לפני חיבור המכשיר לרשת חיה.

כל כתובת משנה

שמור על גיליון אלקטרוני או מסד נתונים עם עמודות עבור כתובת המכשיר, סוג המכשיר, מיקום, מספר סידורי, גרסת קושחה, ותאריך השינוי האחרון. תיעוד זה הוא בלתי חוקי כאשר debugging תקלות לסירוגין.זה גם מפשט תאימות לסטנדרטים בתעשייה כגון ISA-95 לניהול נכסים.

ציוד קבוצתי על ידי פונקציונליות או מיקום

קבוצה הגיונית מפחיתה את העומס הקוגניטיבי על אנשי תחזוקה.לדוגמה, כל המכשירים בתוך תחנת משאבה יכולים להשתמש בכתובות 40-49, בעוד אלה בכלי ערבוב משתמשים 50-59.אם הרשת משתרעת על מספר רב של ארונות או תיבות צומת, לשקול שימוש בתכנית תת-דפסה או פלח את הרשת עם חוזרים וקביעת טווחי כתובת נפרדים לקטע.

כתובת מכשירים: שיטות וכלים

מכשירי פרופ'יבוס תומכים במספר שיטות לתצורה של כתובת.הבחירה תלויה ביכולות החומרה של המכשיר ובדרישות התפעוליות של הרשת.

Hardware Switches (Rotary or DIP)

רוב העבדים פרופ'יבוס DP כוללים מתגים אחד או שניים של רוטאריים (-F) המאפשרים לכתובות 0 עד 255, אך רק 0-126 הם בתוקף. חלק מהמכשירים משתמשים ב- DIP עבור הגדרת כתובת בינארית. שיטה זו אמינה ואינה תלויה בתקשורת, מה שהופך אותה אידיאלית עבור ההתקנה הראשונית.עם זאת, היא דורשת גישה פיזית לכל מכשיר וייתכן שהיא לא מעשית עבור חתומה או מסוכנת, אם היא תמיד מתאימה לכיסוי סגור, אם היא תמיד מתאימה למקם את המיקום.

קידוד תוכנה באמצעות המאסטר

מאסטרים מודרניים רבים של פרופ'יבוס (למשל, סימנס CP 5711 או Rockwell 1756-DHRIO) תומכים בתצורה של כתובת מקוונת באמצעות כלים כגון SimATIC שלב 7, TIA Portal, או תוכנה עצמאית שדהבוס כגון ProFIbus Configurator. גישה זו מאפשרת שינוי כתובות ללא צורך לפתוח את הקבינט.

אוטובוסים: דיבור על כלים

מתכנתים ייעודיים או מכווני אוטובוס יכולים לגשת למכשיר על כבל פרופ'יבוס כדי לקרוא או להגדיר את כתובתו, גם אם המכשיר עדיין לא משולב ברשת.כלים אלה שימושיים במהלך הגשת כאשר אין מאסטר פעיל.הם גם מספקים אבחון נוסף כגון נתונים קלט / קידוד וטעויות.

הגדרת הכתובת ב-GSD File

לכל מכשיר פרופ'יבוס יש קובץ כללי של תחנת תיאור (GSD) המגדיר את יכולותיו, כולל טווח הכתובת המותר וכתובת ברירת המחדל.המאסטר משתמש ב-GSD כדי למזער כראוי את העבד.כאשר הקצאת כתובות באופן ידני, להבטיח שהכתובת שנבחרה נמצאת בטווח שהוכרז ב- GSD; אחרת, המאסטר רשאי לדחות את המכשיר במהלך ההפעלה.

השפעה נכונה על ביצועי רשת

היחסים בין טיפול וביצועים לעתים קרובות מזלזלים.תכנית כתובת מובנת היטב מפחיתה את ראש האוטובוס, משפרת את הדטרמיניזם, ומאפשרת אבחון מהיר של תקלות.

ניכוי שגיאות תקשורת ועבירות

כאשר כתובות הן ייחודיות ובטווח הצפוי, המאסטר אינו מקבל תגובות גסות או סותרות.זה מבטל את הצורך בחזרות טלגרם, אשר צורכות רוחב פס אוטובוס ולהגדיל את זמן מחזורי.ברשתות עם נפח נתונים גבוה (למשל, 50+ עבדים ב-12 Mbps), אפילו כמה חזרות יכול לגרום להאטה ניכרת.

Faster Bus Cycle Times

זמן מחזור פרופ'יבוס DP נקבע על ידי סכום הטלגרם אורך לכל העבדים הפעילים בתוספת קצת מעל הראש.אם עבד אינו מגיב בגלל סכסוך כתובת או כתובת לא נכונה, המאסטר יחכה לזמן-out, להגדיל את זמן המחזור עבור כל המכשירים. על ידי הבטחת כל הכתובות הן זמינות והגדרה נכונה, הזמן המחזור נשאר במינימום שלו.

בעיות מפוכחות וצמצום ה-Downtime

כאשר מכשיר נכשל, מפת כתובת מתועדת מאפשרת לאנשי תחזוקה לאתר במהירות את המכשיר הפיזי.ללא תיעוד, טכנאים עשויים לבזבז שעות מעקב אחר כבלים או שימוש בצגים באוטובוס כדי לפענח את הכתובת.יתר על כן, כלים אבחון מודרני יכול לקרוא את רשימת כתובת החיים מהאדון; השוואתו לתוכנית המתועדת מיד חושפת פערים.זה מקטין את הזמן לתיקון (TR) ולהגדיל את הציוד הכולל (OEE).

שיפור סקלאלה

רשתות שגדלות באופן אורגני לעיתים קרובות סובלות מפיצות כתובת, מה שהופך אותה קשה להוסיף עבדים חדשים ללא חתלתול כתובות קיימות.תוכנית כתובת מתוכננת מראש עם בלוקים שמורים להימנע מבעיה זו.זה גם מפשט את ההתרחבות של רשתות מרוצות (למשל, באמצעות חזרות כדי ליצור תת-נטות) כי כל פלח יכול להיות טווח הכתובת שלו, בעודו נשאר חלק מאותה רשת פרופ'יבוס הגיונית.

כתובת: Complex Network topologies

רשתות תעשייתיות הן לעתים רחוקות פשוט נקודה-לנקודות תצורה.מערכות Multi-master, מאסטרים מחוסנים, והרחבות הסיבים האופטיות מציגות שיקולים נוספים לטיפול.

Multi-Master Networks ו- ken Passing

ב- Profibus DP, מאסטרים מרובים יכולים להיות מעורבים באותו אוטובוס באמצעות עובר אסימוני.כל מאסטר חייב להיות כתובת ייחודית (בדרך כלל נמוכה כתובות כמו 1, 2, 3) עבדים מוקצים למאסטר ספציפי באמצעות תצורת GSD. התנגשויות כתובת בין המאסטרים הם קטסטרופליים - הם מונעים את הסימון מלהיות מועבר כראוי, גרימת זמני אוטובוס.תמיד להבטיח כי כתובות נפרדות ומוקצים לעבדים רק כדי לבצע תצורה אחת (למרות שיש צורך) עם כמה עבדים משותפים (למרות שיש להם רק עם כמה זמן משותף).

מערכות Redundant

אדריכלות פרופ'יבוס (למשל, שני אדונים מקבילים עם מתגובר) דורשים כתובות כפולות עבור הזוג האדום?למעשה, כל מאסטר משוחרר חייב להיות כתובת משלו, אבל העבדים מחוברים שניהם ויש להגדיר בהתאם.כתובת העבד נותרה זהה ללא קשר לכך הוא פעיל.

שימוש חוזר וזוגות Segment

כאשר הרשת עולה על אורך המטבול המקסימלי או ספירת המכשיר, חוזרים (או RS-485 חוזרים) משמשים ליצירת מגזרים חשמליים נפרדים.כל פלח הוא קטע אוטובוס נפרד, אבל משתף אותו מרחב כתובת לוגי.זה אומר מכשיר על פי סעיף 1 לא יכול להיות כתובת זהה מכשיר על קטע 3 - המאסטר עדיין רואה את כל הרשת כטבעת הגיונית אחת.

אבחון וטעויות קשורות

בעיות הקשורות לכתובת הן בין הגורמים הנפוצים ביותר לבעיות רשת פרופ'יבוס.הבנה כיצד לאבחן אותן היא חיונית לשמירה על ביצועים.

סימפטומים נפוצים של קונפליקטים

• אובדן לסירוגין של מכשיר: FLT:1 המאסטר מדווח על כשל עבדים, אבל המכשיר נראה מופעל לעתים קרובות כאשר שני עבדים עם אותה כתובת הם גם ממוחזרים כוח בזמנים שונים.
• (FLT:0) גבוה שגיאות אוטובוס ספירות: 1FLT 1 צגים אוטובוס (למשל, פרופ'יטר, NetTEST) להראות שגיאות "טלגרם קצר" או "תגובה בלתי חוקית" לעתים קרובות אלה נובעים מהתנגשות כתובת.
• (ב) ⁇ :0) , אורכו של תהילים: ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ,0) נביחות כלבים: עבדים 1FLT יכולים להיכנס למצב לא בטוח אם הם לא מקבלים טלגרף קבוע, אשר יכול להיגרם על ידי המאסטר מטפל מכשיר אחר בטעות.

שימוש ב- Bus Monitor for address

מפקח אוטובוס תופס את כל התנועה על כבל פרופ'בוס.על ידי סינון כתובות מקור ויעדים, מהנדס יכול לראות אם שני מכשירים משדרים עם אותה כתובת מקור.רוב המוניטורים להציג את רשימת הכתובת חיה ומדגישים לשכפלים. צגים מתקדמים יכולים אפילו לדמות מאסטר לשאילתה כל כתובת ולראות אילו מכשירים מגיבים, יצירת מפה רשת.

שלב-בי-צעד - פתרון סכסוכים

1. לנתק את הרשת מכל המאסטרים ולקחת אותה לא מקוון.
2. השתמש בכלי מעקב או ידני כדי לסרוק כל כתובת מ 1 עד 126 ורשום אשר מכשירים מגיבים.
3. השווה את הכתובות המגלויות עם התוכנית המתועדת, כל מכשיר שאינו מופיע או מופיע פעמיים הוא סכסוך.
4. עבור המכשירים המנוגדים, לאתר אותם פיזית ולשנות אחד לכתובת חופשית בטווח המתוכנן.
5. עדכון התצורה של המאסטר (GSD) כדי להתאים את הכתובת החדשה ועומס.
6. חיבור לרשת ולוודא שכל העבדים נמצאים באינטרנט עם נתוני I/O נכונים.

כתובת: Profibus profiles

פרופ'יבוס יש כמה פרופילים (DP, PA ו-FMS) המשפיעים על התייחסות למוסכמות מעט.

פרופ'יבוס DP (Decentralized Peripherals)

DP הוא הפרופיל הנפוץ ביותר עבור אוטומציה במפעל.זה משתמש במודל תקשורת של מאסטר-עבד מחזורי.כל עבד יש בדיוק כתובת אחת (1-126).אין תת-התלבשה בשימוש, אבל קובץ GSD מגדיר האם המכשיר תומך במספר חריצים.כתובת נקבעת על ידי חומרה או תוכנה כפי שתואר קודם לכן.עבור יישומים מהירים (>12 Mbps), טיפול באמצעות חומרה הוא מעדיף למנוע עיכובים.

פרופ'בוס הרש"פ (Process Automation)

הרש"פ משמשת בסביבות מסוכנות ומשתמשת ב- Manchester Bus Powered (MBP) בשכבה פיזית.It משתפת את אותה טווח כתובת בסיסי (0-126) אבל לעתים קרובות משלב עם DP באמצעות זוג.התקני PA עשויים להיות בעלי טיפול ספציפי לפרופילים של היצרן.המשימה הכתובת היא כדלקמן אותם כללים, אבל שיעור הבזיליקה איטי יותר (31.25bps) פירושו כי עיכובים כתובת הם יותר זמן לפתרון כי כל אחד לוקח יותר טיפול ישיר בתהליך זהה אפילו יותר.

פרופ'יבוס FMS (Fieldbus Message Specification)

FMS הוא פרופיל ישן יותר עכשיו מוחלף בעיקר על ידי DP עבור משימות בזמן אמת.זה מאפשר תקשורת עמיתים לpeer וגישה גמישה יותר (כולל שמות לוגיים) עם זאת, כתובת הבסיס עדיין חייבת להיות ייחודית. רשתות FMS הן נדירות במתקנים חדשים אבל קיים במערכות מורשת.כאשר שילוב של מכשירי FMS לרשת DP-centric, תכנון זהיר נדרש כדי למנוע קונפליקטים בין ערימה אחרת שעשויה לחלוק את אותו אוטובוס.

תוצאות חיפוש > Real-World Network Optimization Case Studies

כדי להמחיש את ההשפעה של טיפול הולם, לשקול שתי דוגמאות תעשייתיות אנונימיות.

קו האסיפה לרכב (Profibus DP, 90 עבדים)

צמח רכב גדול חווה שינויים מחזוריים של 5-10 מ"מ על קו רובוטי של הרכב קריטי.אוטובוס ניטור גילה ששני ממריצים חיישן על שמיכות שונות הוצבו באותו כתובת 33 במהלך רטרוfit לאחרונה.העבד עם הסכסוך כתובת לא היה תמיד מופעל, כך השגיאה הייתה לסירוגין.לאחר חתימה של מכשיר אחד לכתובת 43 והאדון, מחזור זמן ייצוב עם קונפליקט כתובת ה-3.2 שעות מופחתות.

שמן וגז פיפי בקרה (Profibus PA, 35 עבדים)

מפעיל צינורות המשתמש ב- Profibus PA על מנת להעביר מטר ומבצעי שסתום מצאו כי הקמת תחנת משאבה חדשה לקח שבועיים יותר מאשר לצפות.הנושא היה תערובת של כתובות ברירת מחדל (3 ו- 126) המשמשות מכשירים מרובים.על ידי יישום תוכנית כתובת מובנית (סעיפים: 10 עד 1929, מטר: 20–29, אחרים: 30–35) ושימוש במאורטור אוטובוס כדי להגדיר לפני ההתקנה, ועדת התחנה הבאה הושלמה.

שיקולים עתידיים ושילוב IIoT

ככל שרשתות תעשייתיות מתפתחות לתעשיית 4.0 והאינטרנט התעשייתי של הדברים (IIoT), פרופ'יבוס פונה חייב להתאים את הנתונים ממקורות מרובים. כמה שערים מודרניים מאפשרים מיפוי כתובות פרופ'בוס לכתובות IP או ל-OPC UA node ID.זה לא משנה את הדרישה הבסיסית לכתובות פרופ'יבוס הייחודיות, אך הוא מוסיף שכבה של ביצועים מופשטים.

בנוסף, הופעתה של פרופ'ינט (הורשו של Ethernet לפרופ'יבוס) לא סילקה את הצורך בטיפולים קוליים. פרופ'ינט משתמשת בכתובות IP ובשמות המכשיר, אך מערכות רבות עדיין כוללות שערים פרופ'יובוס-אנט-ל-פרופינט. ברשתות היברידיות אלה, יש לתאם את הקצאת הכתובת של פרופ'יבוס עם תצורה של פרופ'ינט כדי להימנע מבלבול.

מסקנה

אופטימיזציה של ביצועי רשת פרופ'יבוס מתחילה עם התרגול הבסיסי של טיפול במכשיר המתאים.A ייחודי, מתוכנן מבחינה הגיונית, ותוכנית כתובות מנוהלת היטב מונעת התנגשות תקשורת, מפחית עומס אוטובוס, מאיץ את זמני מחזור, ומפשטת בעיות לפתרון.משלב מתגי חומרה למינוף כלים אבחון מודרניים, כל צעד שנלקח כדי לאכוף תשלומים במערכת גבוהה יותר אמינות ועלויות תפעוליות נמוכות יותר.

לקריאה נוספת על תקני פרופ'יבוס ופרטים הנוגעים למפרט, להתייעץ עם המשאבים הבאים:

• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) [15] ,5 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ,0) ,7 (במילים של פרופ'אב): ⁇ 1 (FLT:2Profibus System Manual) (Entry ID: 109478789)
• (ב) ⁇ (ב"ב) ,"התב"ה"ב"ה, [[1924]]]]]]