עיצוב רשתות פרופ'יבוס עבור סקלאלה במתקנים תעשייתיים גדלים

שם מקור: The Need for Scalable Profibus Networks

במתקנים תעשייתיים מודרניים, הביקוש במערכות אוטומציה גמישות ורחבות גדול יותר מאי פעם, כמו מפעלים לגדול להכיל קווי ייצור חדשים, גדל באמצעות חישוב, או מכונות נוספות, רשתות התקשורת הבסיסית שלהם חייב בקנה מידה מבלי לגרום לשעות מנוחה או דורש עיצוב מחדש מלא. פרופ'יבוס (Process שדה Bus) נשאר אחד מפרוטוקולי ההשקעות המאומץ ביותר בייצור, בקרה, בנייה ועיצוב רשת תעשייתית יעילה רק כדי להבטיח יעילות תעשייתית מקיפה של רשתות תעשייתיות, לא יעילה, לא יעילה יותר, אלא היא יעילה אסטרטגית יעילה יותר, כלומר, עיצוב יעיל יותר, היא יעילה אסטרטגית יעילה יעילה יעילה יעילה אסטרטגית יעילה יעילה יעילה יותר, היא רק עבור שיטות ניהולית יעילה יעילה יעילה אסטרטגית יעילה אסטרטגית יעילה יותר, היא רק עבור שיטות ניהולית יעילה יותר, כלומר, עיצובית יעילה יעילה יותר, עיצובית יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יותר, היא רק עבור שיטות ניהולית יעילה אסטרטגית יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה אסטרטגית יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יותר, היא רק עבור שיטות ניהולית יעילה יותר, היא רק עבור שיטות ניהולית יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה יעילה

הבנת פרופ'בוס ותפקידו באוטומציה תעשייתית

פרופ'יבוס הוא פרוטוקול תקשורת פתוח, דיגיטלי סטנדרטי תחת IEC 61158 ו- IEC 61784.זה מאפשר החלפת נתונים בזמן אמת בין מכשירים שדה כגון חיישנים, מתאמים, כוננים, ובקרים לוגיים הניתנים לתוכנה (PLCs) שתי גרסאות עיקריות קיימות: פרופ'בוס-DP (Decentralized Periphery), מותאם לשילוב מהיר עם שכבת I/O-Driver-rexitexrexitexreative, ו-reatives (מערכת הפעלה) ו-Res) ו-Res (מערכות הפעלה יעילה של שני מרפאות).

הפרוטוקול תומך בשיעורי נתונים עד 12 Mbit/s (עבור DP), עם אורך כבל עד 1,200 מטרים לקטע ללא חזרות.התנהגותו ה ⁇ סטית, חסינות רעש חזקה, ואמינות מוכחת הופכת אותו לעמוד השדרה עבור אלפי אתרים תעשייתיים ברחבי העולם.עם זאת, כמו מתקנים להתרחב, מעצבים חייבים לתכנן עבור ספירות לא מבוטלות, הפרעות ארוכות יותר, ודפוסי תנועה מורכבים יותר.

הבנת המאפיינים המרכזיים של פרופ'יבוס - כגון מאסטר-סלאב (או מאסטר-מאסטר עם FDL) מודל תקשורת, העברת אסימונים וחילופי נתונים מחזוריים - היא חיונית לקבלת החלטות עיצוב מושכלות. משאב סמכותי למפרטים טכניים הוא ה-FLT:0) פרוביבוס אתר אינטרנט בינלאומי FLT:1, אשר מספק הנחיות, ניירות לבנים, מוסמך ומאגרי נתונים.

עקרונות מרכזיים לעיצוב רשת סקאלהפולנביבוס

סקאביה ברשתות פרופ'יבוס נשענת על מספר עקרונות אדריכליים המאפשרים צמיחה ללא היערכות של ביצועים.עקרונות אלה צריכים להיות מוטבע בשלב העיצוב הראשוני, לא לסגת מאוחר יותר.

עיצוב מודולרי ואדריכלות

גישה מודולרית מתייחסת לרשת כאוסף של מגזרים שניתן לנהל ולא אוטובוס מונוליטי יחיד.כל פלח יכול לכסות שטח פיזי או קבוצה הגיונית של מכשירים. Segmentation מושגת באמצעות חזרות, אשר מחדש אותות וקטעים מבודדים מבחינה חשמלית.זה מאפשר למעצבים להרחיב את אורך הרשת הכולל מעבר למגבלת חד-הסגרה וללהוסיף מכשירים חדשים ללא השפעה על תנועה קיימת.

(FLT:0Keyשיקול: FigFLT:1) פרופ'יבוס DP תומך עד 32 מכשירים לקטע (126 נקודות מסך לרשת בעת שימוש חוזרים) פלח התוכנית אינו נחשב להישאר מתחת למגבלה, עוזב מקום להתרחבות. השתמש חוזר לא רק למרחק אלא גם כדי ליצור גבולות חשמליים, אשר מונעים תקלות מלהפיץ את כל הרשת.

Redundancy for Constant Operation

מתקנים תעשייתיים אינם יכולים להרשות לעצמם את פרוטוקולי ההפלה המורחבת של רדונדנטים, כגון תצורות טבעת (באמצעות טבעת אוטובוס או פרוטוקולים מתקדמים של ונדנסיות כמו פרוטוקול פרופ'יבוס רדונדנסי, PRP), להבטיח שאם שיגור כבל או כשל מכשיר יתרחש, הנתונים יכולים לעבור דרך נתיב חלופי (Dunders) עבור תהליכים קריטיים, מעצבים צריכים ליישם ארכיטקטורות דו-בוס, שבו כל מכשיר מחובר לשני כבלים עצמאיים, אם כי הם יכולים לחסל את הגישה הזו, אם כי היא פשוטה יותר, אם כי היא יעילה יותר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, אם כי היא פשוטה יותר, כלומר, כלומר, אם כי היא פשוטה, אם היא יעילה יותר, כלומר, כלומר, כלומר, באמצעות כישלונות פשוטה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, אם רק 2 נקודות הפעלה (F) באמצעות אדים, כלומר, באמצעות אדים, באמצעות תאים).

(FLT:0) טיפ מעשי: FLT:1 עבור מתקנים מצפה צמיחה משמעותית, להשתמש רכיבי תשתית פעילים (מומחים, בני זוג, שערים) התומכים במודולים חמים-צפופים.זה מאפשר תחזוקה ומשדרגים ללא כוח מטה הרשת כולה.

עתיד-Proofing Through Topology and Hardware Selection

בחירת הטופולוגיה הנכונה מההתחלה היא אחד המדדים החסכוניים ביותר של קנה מידה. בעוד פרופ'יבוס פיזית הוא אוטובוס (RS-485), הטופולוגיה הלוגית יכולה להיות מסודרים כשורה, כוכב, עץ או טבעת באמצעות רכזות ויושבי חוזר. כוכב טופולוגיה, עם מפיץ פעיל מרכזי, מציעה את ההתרחבות הפשוטה ביותר - ניתן להוסיף על ידי חיבור של מגזר חדש למרכזי כבלים כדי להרחיב כיוונים גמישים, הם גם כן, כמו כן, כדי לאפשר מנגנונים עיקריים לגזעים, כמו גם לתאים עיקריים, הם כוללים מנגנונים עיקריים, כמו גם מנגנונים עיקריים, כגון:

בעת בחירת חומרה, בחר רכיבים התומכים בשיעורי נתונים גבוהים יותר ומרחקים ארוכים יותר ממה שנדרש כיום.לדוגמה, בחירת כבלים עם דירוגים מגן גבוה יותר ומחברים בדירוג 12 Mbit/s מבטיחה כי שדרוגים עתידיים למחזורי אוטובוסים מהירים יותר אינם דורשים החלמה.בנוסף, השתמש ב-FLT:0active TerminatorsFLT:1 אשר באופן אוטומטי להתאים לשינויים, צמצום הסיכון של אותות או הסרת מכשירים.

ניהול תנועה ועיבוד ביצועים

רשת מדרגית חייבת לנהל תעבורת נתונים מוגברת ללא ג'ייטר או עיכובים.פרופ'יבוס משתמשת בסימון העובר לתקשורת אד-ל-מאסטר וסקרינג (בקשות ציקלליות) עבור חילופי מאסטרים (כפי שמקובל יותר עבדים, זמן מחזור האוטובוסים עולה.כדי למנוע זאת מראש מועדים קריטיים (למשל, 1 מ"מ עבור כוננים מהירים), צריך לפקח על עומסי אוטובוסים ולתאם את הפרמטרים של TSQ) באמצעות תצורה עצמאית (Tegs) באמצעות LTs: 2.

שילוב של אבחון רשת, כגון מנתחי פרופ'יבוס או אבחון מובנה בממשק המאסטר, מספק חשיפה בזמן אמת לשיעורי שגיאות, רנסנסטורים ודפוסי תנועה. נתונים אלה אינם מתאימים לחיזוי כאשר פלח מתקרב למגבלת היכולת שלו ולתכנון של התרחבות באופן יזום.

אסטרטגיות עיצוב עבור מתקנים מתפתחים

החלת העקרונות לעיל לתרחישים בעולם האמיתי דורש אסטרטגיות עיצוב ספציפיות אשר מטפלות באתגרים משותפים במתקנים מרחיבים.

שימוש ב-Restiners and Active Segment Couplers

חוזרים הם עמוד השדרה של כל רשת פרופ'יבוס מדרגת.הם מגנים מחדש את אות החשמל, ומאפשרים לפערים לעלות על גבול 1,200 מטר סטנדרטי: 0ers גם מספקים בידוד גליוני גליוני FLT:1, הגנה על מכשירים מפני לולאות קרקע ומתחים טרנספורמטיביים.עבור רשתות מרובות-הת, חוזרים על גבולות לוגיים - כלומר, בין אזורי ייצור שונים, אם ניתן להוסיף על ידי משטח חדש, כאשר הוא מקטע חדש, על ידי משטח חדש, על ידי משטח חדש, על ידי משטח חדש, על ידי משטח חדש, על ידי משטחים.

(FLT:0)Important: 1FLT 1 כל חוזר על כך מעלה את עיכוב ההתפשטות מעט.ביישומים קריטיים בזמן, להגביל את מספר החוזרים החריפים לשלוש או ארבעה.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

רדיונדנסיה במתקנים גדלים ניתן להשיג באמצעות טבעת התנצלות. a Ring טופולוגיה נוצר על ידי חיבור שני הקצוות של קטע אוטובוס דרך נתיב מוקרן, לעתים קרובות באמצעות חוזר מנוהל או מודול טבעת אדום.לדוגמה, סימנס SIMATIC NET-485 חוזר תומך טבעת עם התאוששות מהירה (ply <200 ms).

עבור בקרת תהליכים קריטית (למשל, תרופות או צמחי פטרוכימיים), לשקול שימוש באדריכלות של FLT:0dual-bus ArchitectFLT:1 ; כל מכשיר מחובר לשני כבלים עצמאיים לחלוטין באוטובוס, כל אחד מהם מונע על ידי המאסטר שלו. גישה זו מספקת בסיס מלא אך כפול כבל ומחברת עלויות.זה עדיף עבור שליטה על נכסים קריטיים או גבוהים.

שימוש ב-Frefis Optic Extenders for Long Distances

כאשר מתקנים משתרעים על פני מאות מטרים או מבנים מרובים, מגזרי RS-485 נחושת הופכים לא מעשיים בשל מרחק והתערבות. סיבים אופטיים (נקראים גם פרופסוריבוס סיבים אופטיים) מאפשרים לאוטובוס לרוץ מעל כבלים אופטיים סיבים, להגיע מרחקים של כמה קילומטרים. סיבים הוא חסין להפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) ואינו דורש חזרות עבור ריצות ארוכות.

(FLT:0)Strategy:FLT:1 השתמש בגישה היברידית: לשמור על מגזרי נחושת עבור אשכולות מכשירים מקומיים (למשל, בתוך ארון בקרה) ולהשתמש ב-Sams backbones כדי לחבר בין אותם אשכולות.מאזן זה עלות, ביצועים וסקאלות. יצרנים רבים, כגון פניקס מגע ו Belden, מציעים סיבים מוסמכים פרופסורים.

התעלות נכונה ומגן להתרחבות אמינה

ככל שהרשתות צומחות, הפוטנציאל ללולאות קרקעיות ורעש עולה.פרופ'יבוס משתמש בסימן RS-485, שהוא חזק אך אינו חסין מפני ייבוש לקוי.כל הקטעים חייבים להיות אסטרטגיה חד-פעמית חד-פעמית, בדרך כלל באדון או בקצה אחד של האוטובוס. השתמש בשגיאות מהירות:0isolated ReFLT:1 כדי לשבור נתיבים בין פלחים, כדי להבטיח כי מופיע על בסיס אחד (אם הוא רק על בסיס אחד) באמצעות מכווץ (אם הוא רק על בסיס אחד) או מכווץ (מחסום) באמצעות רעש עליון (מחץ אחד) או מכווץ (מחץ אחד) באמצעות רעש עליון (אם הוא רק לאחר רעש עליון (מחץ אחד) הוא רק לאחר רצפה) או מכווץ רק לאחר רצפה אחת) או משוחרר (מחץ אחד) הוא רק לאחר רצפה אחת) באמצעות רעש עליון (מחץ אחד) הוא רק לאחר רצפה אחת) כאשר הוא רק לאחר רעש עליון (מחץ אחד (מחץ אחד) הוא רק לאחר רצפה אחת) הוא רק על בסיס גבוה (מחץ אחד) הוא רק לאחר רעש עליון (מסומתקפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפט

בעת הוספת מכשירים חדשים, ודא כי חיבורי המגן שלהם עקביים עם התוכנית הקיימת.שימוש בכבלים מראש עם מחברים מעוצבים יכול לעזור לשמור על שלמות מגן.

« התנצלות על התקנת סקאלהפול פרופ'יבוס

בחירת טופולוגיה נכונה היא חיונית לצרכים הנוכחיים ולצמיחה עתידית. בעוד פרופ'בוס פועל פיזית כאוטובוס, ניתן להתאים את ההסדר ההגיוני.

קו טופולוגי (Standard Bus)

הטופולוגיה הפשוטה והנפוצה ביותר היא קו עם כבל תא המטען יחיד וקווי קוב למכשירים (עם גבולות) זה זול וקל ליישום אבל מציע סקאלות מוגבלת כי הוספת מכשירים חדשים לעתים קרובות דורש לשבור את האוטובוס. כדי להפוך קו רוחב, להשתמש T-linkors בכל צומת ולהשאיר מחברים פנויים עבור תוספות עתידיות.

Star Topology

טופולוגיה של כוכבים משתמשת במרכז פעיל (למשל, נופי כוכבים פרופ'יבוס) כנקודת מפתח.כל ענף הוא קטע נפרד שיכול לכלול עד 32 מכשירים ועד 1,200 מטרים, טופולוגיה זו מציעה יכולת מדרג מעולה: הוספת תא ייצור חדש פשוט מקלל על ענף חדש לתוך המרכז.

עץ טופולוגיה

תאוריות עץ משלבות תא המטען הראשי עם סניפים מרובים כי עצמם עשויים להיות sub-branches, באמצעות חזרות או רכזות בנקודות הסקטורינג.זה מאוד גמיש עבור מתקני החיתוך.עם זאת, חישוב פרמטר אוטובוס זהיר נדרש כדי להסביר עבור עיכובים propagation והשתקפות. השתמש בני זוג פעילים (לא פיצול פסיבי) כדי לשמור על איכות אות.

טבעת Topology

כאמור, תאוריות טבעת מספקות ריצוף.בפרקטיקה, טבעת נוצר על ידי לקיחת קו המחברת את שני הקצוות דרך מודול ונדנסיות.מודול זה צג מודול עבור הפסקות ומתגים את הטבעת לתוך קו אם יש צורך. טבעות הם אידיאליים עבור מערכות קריטיות בטיחות, אבל דורש תצורה מורכבת יותר.רבים מאסטרים מודרניים פרופ'יבוס לתמוך טבעת באופן שקוף.

הפרקטיקה הטובה ביותר להטמעה ותחזוקה ארוכת טווח

עיצוב סקלאאלי חייב להיות משלים על ידי יישום קפדני וניהול מתמשך.

• (FLT:0Create a brief system record; 1) מהיום הראשון, מסלולים כבליים, סוגי מחברים, אורך פלח, כתובות המכשיר, סיום מיקומים, והגדרות חוזר יותר.עדכון ככל שהרשת גדלה.
• (FLT:0)Use מוסמך רכיבי פרופ'יבוס.FreaLT:1) הארגון הבינלאומי פרופ'יבוס מחזיק רשימה של מוצרים מוסמכים המבטיחים כישרובלים בלתי-מחושים או מחברים לעתים קרובות לגרום לכשלים, במיוחד בשיעורי הבשור גבוהים יותר או מרחקים ארוכים יותר.
• (FLT:0) פר-קליד ומבחן חדש פלצבוFLT 1:1 לפני חיבור לרשת חיה. השתמש מנתח פרופ'יבוס כדי לאמת איכות אותות, רמות רעש ותזמון.זה מונע פלח חדש שגוי מהתמוטטות האוטובוס כולו.
• (FLT:0) עומס אוטובוס מוניטור באופן קבוע.FLT1; קביעת לוח זמנים מעקב תקופתי באמצעות אבחון מובנה (למשל, מסימנס S7 או ממשקי מאסטר אחרים) מסייע לזהות פלחי פלחי מתקרב לגבול שלהם. מטרה משותפת היא לשמור עומס אוטובוס מתחת ל 50–70% מהזמן המחזור המרבי התיאורטי כדי להתאים את נקודות העתיד.
• (FLT:0)Plan for Physical growthigtureFLT:1 על ידי השארת אורכו של כבלים נוספים בתיבת צומת ושימוש בלוחות חתמים.הימנעות מכבלים הדוקים.
• (FLT:0) גרסת קושחה שליטה על כל המכשירים שדהיים אינטליגנטיים. upgrading קושחה ברשת גדולה יכולה להיות משבשת; תוכניות עדכונים במהלך הפסקות מתוכננות ומבחן על קטע קטן קודם.
• (FLT:0) צוות תחזוקה של פרופ'יבוס 1 על פתרון בעיות של פרופ'יבוס, כולל כיצד להשתמש מנתח אוטובוס ופרש טלגרף אבחון. נושאים רבים נפוצים (למשל, כתובות כפולות, מונים חסרים, מקרקעים עניים) ניתן לפתור במהירות עם הכשרה נאותה.

מסקנה: בניית רשת שגדלה עם הסביבה

(העיצוב רשת פרופ'יבוס עבור קנה מידה אינו משימה חד פעמית, אלא אסטרטגיה מתמשכת שמתחילה עם הכבל הראשון שנקבע היום.על ידי אימוץ של פלח מודולרי, בחירת התנצלות מתאימה, שילוב של אדמוניות, ושימוש במרכיבים איכותיים, מתקני תעשייה יכולים לבנות מערכות תקשורת סטנדרטיות אשר מרחיבות את דרישות הייצור המאובטחות יותר.