בעולם התובעני של אוטומציה תעשייתית, ההבדל בין קו ייצור חלקלק לבין חסימה יקרה לעתים קרובות מגיע לאיכות החלפת הנתונים.חיישנים, פועלים, ובקרים חייבים לתקשר עם דיוק מוחלט - כל אובדן או שחיתות של נתונים יכולים להוביל למוצרים פגומים, נזק בציוד, או אפילו סכנות בטיחותיות.זה המקום שבו פרופ'בוס, פרוטוקול שדהבוס בוגר ומאומץ מאוד, מוכיח את הערך המתמשך שלה על ידי מתן דיוקים גבוהים, בדיקה יעילה של שיטות אבטחה, ופעולות אבטחה.

פרופ'נביבוס: מקורות ואדריכלות

פרופ'בוס (Process שדה Bus) פותח בסוף שנות השמונים על ידי קונסורציום של חברות תעשייתיות ואוניברסיטאות גרמניות, אשר מאוחר יותר סטנדרטי תחת IEC 61158 ו- IEC 61784Pro תוכנן מן הקרקע עד להחליף שידור אות מקבילים ו אנלוגי עם רשת דיגיטלית אחת המסוגלת לחבר מאות מכשירים.

השכבה הפיזית משתמשת בדרך כלל ב- RS-485 ספין-אפיר עם אורך מקטע מקסימלי של 1200 מטרים ב 12 Mbit /s ( ⁇ ers יכול להרחיב את זה) פרופ'יבוס-PA משתמש ב- MBP (ניהול אוטובוס ממנצ'סטר), המאפשרים למכשירים להיות מופעלים ישירות דרך האוטובוס תוך שמירה על הגנת הפיצוץ.האדריכלות המאסטר-ל-הפרוטוקול של הפרוטוקול מבטיח התנהגות התנגשותית אחת (בדרך כלל PSLC) או מערכת בקרה מקורית של מערכת בקרה של מערכת ההפעלה של DC/או-סיבית (CDC) כמו בקרת זמן-DILC) כמו בקרת טמפרטורה, כמו בקרת טמפרטורה, כמו בקרת טמפרטורה, כמו בקרת טמפרטורה (DICC) באופן בסיסי, כמו בקרת טמפרטורה).

במהלך העשורים, פרופ'יבוס צבר בסיס מותקן עצום – מעל 20 מיליון צמתים ברחבי העולם – בתמיכתו של ה- Profibus & פרופ'ינט אינטרנשיונל (PI) ארגון המבטיח בין-ידי הסמכה קפדנית.

מכניזם Core ל-Data Accuracy

הדיוק בנתונים מתייחס לנכונות ולדיוק של הנתונים המועברים בסוף הקבלה. פרופ'נביבוס משיג זאת באמצעות מספר טכניקות של בידוד הפועלות הן בפרוטוקול והן בשכבות פיזיות.

זמן אמת-זמן אמיתי-Time Transmission

ברשת פרופ'יבוס, זמן מחזור האוטובוסים מתוכנן בדיוק.המאסטר שולח אות לכל עבד, וכל עבד חייב להגיב בתוך מסגרת זמן מוגדרת. לוח זמנים ⁇ זה אומר כי וריאציות בזמנים של הגעת נתונים (ג'יר) מצטמצם - באופן זמני תחת כמה מיקרו-שניות עבור אלגוריתמים של פרופ'בוס-DP בשיעורי גבוה.

Cyclic Redundancy Check (CRC) ו-Valialation

כל טלגרף פרופ'יבוס כולל רצף בדיקת מסגרת דו-צדדי של CRC מחושב על פני כל עומס הנתונים.המכשיר המקבל חישוב מחדש של ה- CRC ומשווה אותו; אם הם לא מתאימים, המסגרת מתבטלת והאדון רשאי לבקש זיהוי מסגרת הפעלה מחדש של מערכת ההפעלה הזו תופס שגיאות חד-ביט בלבד, מפצה שגיאות שדה, ואפילו כמה סיביות עם הסתברות גבוהה מאוד (ה-CRC-16m) לשימוש ב- 40 טמפרטורות חשמליות אחרות.

שכבת סודיות פיזית Noise Immunity

ההסכמה נשמרת גם ברמת החשמל.פרופ'יבוס-DP משתמשת בסימן RS-485, אשר מבטל באופן חד-משמעי רעש משותף המושרה על ידי התערבות אלקטרומגנטית (EMI) הקנוניה המומלצת כוללת מגן מחוספס, ופרקטיקות קרקעיות נאותות (מהירויות של נקודות תצפית, לולאות קרקעיות להימנע) מהפחתה נוספת של הזריקה רעש.

ירידה בנתונים באמצעות בוררות אוטובוס

שלא כמו רשתות משותפות-פסווידות שבהן חבילות יכולות להתנגש, פרופ'יבוס משתמש בתוכנית לעקוף את הסימון בשילוב עם סקרים של מאסטר-עבד בלבד, רק מכשיר אחד משדר בזמן, תוך חיסול הצורך בזיהוי התנגשות ושיקום חוזר.זה מבטל אובדן נתונים מהתנגשות לחלוטין.בנוסף, זמן התגובה המקסימלית לעבד מוגדר; אם עבד לא מגיב בתוך החלון, יכול למנוע החלטות של שליטה או לא מתוקף פעולה זו.

הבטחת אינטגרציית נתונים לאורך זמן

בעוד הדיוק עוסק בתיקון של פריט נתונים יחיד, השלמות מבטיחה כי הנתונים נותרים ללא הפרעה ועקביים לאורך מחזור החיים שלה - החל חיישן דרך רשת לבקר ובסופו של דבר במערכות היסטוריון.

תקשורת בטוחה ובקרת גישה

פרופ'יבוס תומך במספר מנגנוני אבטחה כדי למנוע מניפולציה בלתי מורשית של נתונים, בעוד שלא באותה ליגה כמו אבטחה מבוססת IP מודרנית, הפרוטוקול כולל שכבת "FDL" (Fieldbus Data Link) שניתן להגדיר כדי לדרוש סיסמה מאסטרית לכתיבת גישה לפרמטרים של תהליכים קריטיים.יותר חשוב, האופי הדטרמיוני של האוטובוס מקשה על מכשיר לא מורשה להזרקת מסגרות מבלי לגרום לשיבושים – לאוגן על ידי מערכת אבטחה נכונה או להתנגשות (אוסטרולציה) באופן מיידי, או לחיסון, הוא הגנה על ידי מערכת אבטחה חשמלית (מערכת אבטחה חשמלית).

רדיפת וסבלנות

עבור יישומים שבהם שלמות נתונים אינה יכולה להיות נפגעת - כגון מערכות אבטחה או מערכות השבת חירום -Profibus תומך נתיבי תקשורת מאוזנת. מאסטר אדום יכול לקחת על עצמו אם הכשל העיקרי, וכבלים אדומים (עם מעבר אוטומטי) להבטיח כי חתך יחיד או קצר לא מפריע זרימת נתונים.

פורמטי נתונים סטנדרטיים ופרופילים

שלמות נתונים היא חסרת משמעות אם מכשירים שונים מפרשים את אותו הדבר באופן שונה. פרופ'יבוס מחוקק פרופיל המכשיר (למשל, פרופיל פרופ'יבוס-Drive, פרופיל קודר, פרופיל הרש"פ עבור מכשירים בתהליך) המגדירה בדיוק כיצד פרמטרים כגון לחץ, טמפרטורה או מהירות מנוע הם מקודדים.לדוגמה, משדר לחץ באמצעות פרופיל הרש"פ יחייב את המדידה שלה כנקודת מבט צף של 32 סיביות עם ערך עקבי של ניתוח ידני של טבלאות.

אבחון בזמן אמת ותחזוקת חיזוי

פרופ'יבוס מאפשר לכל עבד לשלוח נתונים אבחון - עד 128 ע"י מכשירים - בנוסף לנתוני תהליך.מידע אבחון זה יכול לכלול דגלי סטטוס (למשל, "מחוץ לספקטרום", "החזקה הנדרשת"), יחידות הנדסיות, וקודי שגיאה מפורטים.בקר יכול לעקוב אחר האבחון האקטיבי הזה באופן קבוע כדי לזהות בעיות כמו ריצוף חיישן, השפלה או בעיות אספקה לפני שהם משפיעים על שלמות הנתונים, למשל, כדי למנוע פגיעה בדגל שלא ניתן להזהיר מפני שעדיין לא מתאימה, במקום לגרום לדגל שלא יהפוך לדגל שלא ניתן להזהיר אותו במהלך מערכת הגנה לא נכונה.

פרופ'יבוס בפעולה: יישומי תעשייה מרכזיים

השילוב של דיוק ויושרה הופך את פרופ'יבוס הכרחי במגזרים שבהם לשגיאות יש השלכות גבוהות.

מכוניות הפקה קווי

בחנות רכב, עשרות רובוטים, ריתוך, ומעבירים חייבים לתאם בתוך מילימטרים.רשתות פרופ'יבוס-DP המקשרות את ה- PLC המרכזי לכל כונן הסרבו של הרובוט ולעבור את I/O המרוחקים לאיתור חיישנים הנמצאים בנוכחות חלק.המחזור הקבעיסטי מבטיח שכאשר רובוט משלים עיקול, הפיקוד הבא מגיע ללא סטייה, מונע התנגשות או גורם מזיק ל-BMW, כמעט, כמעט, כמעט, ל- C-DVolbsp; יש צורך ב-C, כמעט, כמעט, כמעט, כמעט, כמעט, יש צורך ב-C-C-C-C-C-C-C-DVolbsp; הוא יכול להיות מנקה, הוא בטוח, הוא יכול להיות אחראי על מנת להפחית את ה-Absp; ורק על מנת להפחית את המיקום של ספק בודד, על מנת להפחית את ה-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-D-Ab-Ab-Ab-Ab-APTI.

עיבוד כימי ותרופות

פרופ'בוס-PA הוא בעל ערך מיוחד באזורים מסוכנים (Zone 1/2 עבור גז, אזור 21/22 לאבק) טמפרטורה, לחץ וזרימה משדרים באמצעות פרופיל הרש"פ מספקים 4-20 מ"א HART-אי-תואמים עם היתרון הנוסף של דיוק דיגיטלי ואבחון.ב כור כימי מתמשך, קריאה בלחץ כוזבת עלולה להוביל להפרעות יתר או לזרז לא נכון, מה ששווה מאות אלפי דולרים של בטיחות בשלב זה.

Power Generation and Distribution

טורבינות גז, טורבינות קיטור, וציוד איזון דורש נתונים מדויקים ממוניטורים, חיישני טמפרטורה, ומבצעים. Profibus-DP מחבר מכשירים אלה כדי לשלוט במערכות טורבינות (TCS) ולמערכות בקרה מבוזרות (DCS) את שיעורי העדכון הגבוהים (בירידה ל-0.10 מ"מ עבור כמה כוננים) לאפשר ל- TCS לבצע חישובים בזמן אמת.

מים וטיפול במים

מתקני טיפול במים עירוניים משתמשים ב- Profibus כדי לחבר משאבות, שסתום, מ"ר זרימה ויחידות דו-לשוניות כימיות.הטבע ה-Digital dosing מאפשר תיאום מדויק של מחזורי הכלור וההסתננות.יתר על כן, יכולות האבחון עוזרות למפעילים לזהות חותם של משאבה כושל או חיישן חסום לפני שהוא משפיע על איכות המים.עם שלמות נתונים מובטחת, מערכת SCADA יכולה להתאים באופן אמין נתונים הנדרשת על-ידי תקנות סביבתיות.

השוואת פרופ'יבוס עם שדות אחרים

בעוד פרופ'יבוס נשאר חזק, הוא קיים לצד פרוטוקולים אחרים. <חזק>Profinet הוא יורשו מבוסס Ethernet, המציע רוחב פס גבוה ואינטגרציה עם מערכות IT אבל לא להחליף מתקנים קיימים של פרופ'יבוס לשליטה בזמן אמתית בחרושת רבים. <חזק>Modbus RTU/TCPחזק> הוא פשוט וזול יותר, אבל חסר תזמון של פרופ'ובוס ופרופיל מתקדם ל-DRTM הוא אפילו יותר להורדת אבטחה (DR) עבור מערכות אבטחה פשוטות יותר עבור מערכות אבטחה CREDRBTRBTDERCruner> הוא יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר עבור מערכות אבטחה CREDERCTM (אך יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר עבור מערכות אבטחה CTM) עבור מערכות אבטחה CDRTM עבור מערכות אבטחה CREDERDERDERDERDERDERDERDERDERDERDERDERDERDERDERDERDEROCTM עבור מערכות אבטחה CREDERTM הוא יעיל עבור מערכות אבטחה CREDERDERCTM הוא יעיל עבור

עתידו של פרופ'בוס בעידן התעשייה 4.0

התעשייה 4.0 דורשת נתונים מהרמה של השדה עד הענן.פרופ'יבוס לא תמכו במקור ב-TCP/IP, אך השערים המודרניים מאפשרים מנהרה של טלוויזיות פרופ'יבוס על פני Ethernet או להמיר את OPC UA לשילוב נתונים עם מערכות MES ו- ERP.הארגון של PI הוכיח באופן פעיל את פרוטוקול האבטחה של פרופ'יבוס וממשיך לבודד מכשירים חדשים, בעוד שמיזמים ירוקים יותר ויותר משתמשים במעבדים חום רבים ישארוכים לפרוטוקולים יעילים, כי הם ימשיכו לשמור על בסיס קבוע, בעוד שימשיכו לשמור על פרוטוקולים יעילים, בעוד שימשיכו לספק אבטחה גבוהה יותר ויותר, בעוד שמעבדות אבטחה גבוהה יותר, בעוד שמעבדות אבטחה גבוהה יותר, בעוד שעדיין פועלת, בעוד שימשיכו לספק אבטחה גבוהה יותר, בעוד שמעבדות אבטחה גבוהה יותר, בעוד שעדיין פועלת, בעוד שמעבדים יעילים, בעוד שמעבדים יעילים יותר ויותר, בעוד שימשיכו לתקני אבטחה גבוהה יותר ויותר, בעוד שמעבדים יעילים, בעוד שימשיכו לתקני אבטחה גבוהה יותר ויותר, בעוד שימשיכו לתקני אבטחה גבוהה יותר, בעוד שמפתחות אבטחה, בעוד שימשיכו לתקני אבטחה גבוהה יותר, בעוד שמעבדות אבטחה גבוהה יותר, בעוד שמעבדות אבטחה גבוהה יותר, בעוד שמפתחות אבטחה גבוהה יותר

מסקנה

דיוק נתונים ויושרה אינם אופציונליים בתהליכים תעשייתיים – הם תנאים מוקדמים לבטיחות, איכות ורווחיות. פרופ'יבוס מטפל הן באמצעות שילוב של שידור בזמן אמתי ⁇ , צ'קדי רדונדנסי חזקים, אותות פיזיים-אימימניים, פרופילים סטנדרטיים, ובנינו-באבחון שתופסים בעיות לפני שהם משחיתים את המידע הנרחב שלה על פני תעשיית הרכב, האנרגיה הכימית, המים והאמינות שלה, והביקושית שלה, כמו גם למהנדסים, המשתנים מדויקים, כמו גם למהנדסים, שימשיכו לספק חיישנים המודרניים, כמו גם לשיטות לא-מתקני בקרה, כמו גם לשיטות לא-מתקני בקרה, שימשיכו לתחזוקה, כדי להבטיח אבטחה, כמו גם לשיטות לא-מתקני בקרה, המבוססות על-מתקני בקרה, או לשיטות לא-מתקני בקרה, המבוססות על-ידי אבטחה, שימשיכו לספק מרפאות לא-מתקני בקרה מודרניות, המבוססות על-מתקני בקרה, המבוססות על-מחדשות, שימשיכו לספק מנגנוני בקרה, המבוססות על מנת להבטיח מנגנוני בקרה מתקדמים, אשר מנגנוני בקרה מתקדמים, אשר מנגנוני בקרה, אשר מנגנוני בקרה, אשר מנגנוני בקרה מתקדמים, אשר מנגנוני בקרה מתקדמים, אשר ימשיכו לספק נתונים