Hungary
 
en
hu
 
  • Termékek
  • Iparágak
  • Megoldások
  • Szerviz
  • Hírek
  • Vállalat
  • Termékek
  • Iparágak
  • Megoldások
  • Szerviz
  • Hírek
  • Vállalat
Hungary
 
en
hu
 

Terepi busz

A terepi szint hálózatba kapcsolása terepi buszokkal


Az ipari hálózatok összetettek lehetnek. Már a 80-as években világossá vált, hogy egy rendszer digitális vezérléséhez a rendszer résztvevői között a lehető leghibátlanabb kommunikációra van szükség. A rendszer fokozatos automatizálásához ezért a lehető legtöbb készüléket csatlakoztatni kell a rendszervezérléshez. Azonban a lehető legtöbb készülék általában nagyon magas kábelezési ráfordítást jelentett, mivel a kábelezés mindig párhuzamosan történt, és minden résztvevőt külön-külön kábeleztek a vezérléshez.


A soros kábelezés iránti vágy egyre közelebb került. Az akkoriban bevezetett terepi busztechnika ezért csak egy kábelen keresztül kommunikál, és az információkat – bit formájában – egymás után továbbítja, nem pedig párhuzamosan.  
A terepi busz egy olyan buszrendszert jelöl, amely a szenzorokat és aktorokat információcsere céljából összeköti egy vezérlőszámítógéppel (SPS). Ez azt jelenti, hogy a buszkábelek segítségével adatkapcsolat jön létre a PLC-től a különböző eszközrésztvevőkhöz.

További információk a szenzorokról, aktorokról és a terepi szintről

A legtöbb terepi busz az úgynevezett mester-szolga eljáráson alapul. A mester felel a folyamatvezérlésért, a slavek elvégzik a rájuk bízott kommunikációs feladatokat.


Az IEC 61158 (Ipari kommunikációs hálózatok - terepi busz előírások) nemzetközi szabvány az 1. részben meghatározza a terepi buszok mögött értendő fogalmat, és más részeiben szabványosítja a terepi buszokkal létrehozható különböző rendszereket. 

Kényelmes megoldás: a terepi busztechnológia előnyei


A terepi buszok csak EGY kábelen keresztül kommunikálnak. Ez a következő előnyöket kínálja:

ElőnyNyilatkozat
EgyszerűségA kommunikáció EGY kábelen keresztül történik, ami felgyorsítja és leegyszerűsíti a terepi buszrendszer telepítésével kapcsolatos tervezési projektet. Az egyetlen kábel alacsonyabb telepítési ráfordítást és egyszerűsített kapcsolószekrényeket jelent.
MegbízhatóságA terepi buszrendszerben lévő rövid jelút növeli a kommunikáció megbízhatóságát. A mester-szolga kommunikációs útnak köszönhetően szinte automatikusan ütközésbiztonság alakul ki.
Zavarbiztonság

Különösen analóg értékek esetén a terepi buszrendszer fokozott védelmet nyújt a zavarokkal szemben.
Ezenkívül a rendszer egyszerűsége miatt meghibásodás esetén könnyen megvalósítható a hibakeresés.

SzabványosításA terepi buszrendszerek protokolljai szabványossítottak, és különböző gyártók különböző készülékeivel működhetnek. Ügyfélként Ön nincs egyetlen gyártóhoz kötve.
RugalmasságA rendszer könnyen bővíthető, a szenzorok és aktorok beillesztése rugalmasan lehetséges.
ÁtszerelésA terepi busztechnika gyakran jól integrálható az Ethernet-rendszerekbe, és ezáltal könnyű technológiai váltást tesz lehetővé.

Az előnyökkel szemben vannak azonban hátrányok, amelyeket a terepi busztechnológia magával hordoz.
Ez magában foglalja a hosszabb reakcióidőket és a magasabb költségeket, mivel az egyes terepi buszkomponensek lényegesen drágábbak, mint a kommunikációs rendszerek alternatív komponensei.

A helyes választás: a terepi buszok tulajdonságai


A terepi buszrendszert ritkán választják műszaki kritériumok alapján, hanem inkább az alkalmazott programozható vezérlés, röviden SPS típusa szerint. Minden SPS-gyártó előnyben részesíti és ennek megfelelően optimalizálja alkalmazásaihoz a terepi busztechnológiát, hogy a szenzorok és aktorok zavar és késedelem nélkül tudjanak információt cserélni.

Minden terepi busz ugyanazt az alapfunkciót látja el: a bemeneti és kimeneti adatok ciklikus átvitelét. A különböző terepi buszrendszerek közötti műszaki különbségek a következőkben rejlenek:

  • maximális elérhető kábelhossz
  • adatcsomagonként az adatbájtok maximális száma
  • a funkciók terjedelme
  • a topológia alakja (pl. csillag, gyűrű, fa)
  • átviteli közeg (réz, fényhullámok, rádió)

Csomagorientált kommunikáció terepibusz-protokollszabványokon keresztül


Annak érdekében, hogy a terepi készülékek a vezérlőikkel beszélhessenek, és fordítva, közös nyelvre van szükség. A zökkenőmentes kommunikáció keretfeltételeit úgynevezett (hálózati) protokollok határozzák meg és szabványosítják.

Alapvető információk a protokollszabványokról

Attól függően, hogy egy hálózatnak az Ön alkalmazási környezetében milyen műszaki követelményeknek kell megfelelnie, különböző buszrendszerek használhatók.

Az alábbi bekezdések a szenzorokat és az aktorokat egymással összekötő egyszerű S/A-kábelezésről, valamint a decentralizált periféria és a vezérlőkészülékek közötti hálózati kapcsolatot létrehozó összetettebb terepi buszokról szólnak.

Az alábbiakban tájékozódjon a terepi busz technológia lényeges protokoll szabványairól:

Egyszerű szenzor/aktor-vezetékezés


A hagyományos szenzorok és aktorok felsőbbrendű hálózati szintekhez történő csatlakoztatásához általában réz S/A-kábelek, valamint különböző buszkomponensek állnak rendelkezésre. Az egyszerű szenzor/aktor-kábelezésnél csak egyszerű feszültségi szintek vagy áramok kerülnek átvitelre. Nincs csomagorientált kommunikáció protokollokon keresztül.

Az AS-i (aktor-szenzor-interfész) a világon az egyetlen szabványosított terepi buszrendszer az alsó folyamatszinthez. Az egyszerű csatlakozórendszer egyetlen porttal és egyetlen kétvezetékes kábelen keresztül akár 31 szenzort és aktort, illetve AS-i-modult is hálózatba kapcsol a vezérlési szinttel.
Az AS-i kábel ebben az esetben mind az adatcseréért, mind a szolgái áramellátásáért felel. 100 m kábelhosszúság esetén ≤ 5 ms ciklikus átviteli sebesség érhető el. A nyílt, gyártótól független ipari szabvány így lehetővé teszi a gyors, hatékony és költségcsökkentő kábelezést az ipari automatizálásban.

Az AS-i protokollszabvány terjesztését és szabványosítását az AS International Association e.V. támogatja. A LAPP az egyesület tagja, és aktívan részt vesz a továbbfejlesztésben.

Bonyolultabb hálózati kábelezés


A PROFIBUS (Process Field Bus) a terepibusz-kommunikáció szabványa, és manapság az egyik világpiaci vezető terepi busz. Lehetővé teszi az adatok ciklikus cseréjét az alacsonyabb mezőszintű eszközök (decentralizált perifériás eszközök, slave-k) és a magasabb szintű vezérlőegységek (központi masterek) között. Mára gyártási, valamint a folyamat- és eljárástechnika kulcsfontosságú kommunikációs protokollja lett. A mester-szolga rendszerben mind csavart párú kábelek, mind optikai vezetők használhatók.
A nagyobb sebességet az utód PROFINET Ethernet megoldással éri el.
A LAPP Kabel tagja a PROFIBUS Nutzerorganisation e.V. felhasználói szervezetnek (PNO), és aktív szerepet játszik a PROFIBUS továbbfejlesztésében.
¤A PROFIBUS-nál lényegében az alábbi két változatot használják.

PROFIBUS DP
A gyártási technológiában a terepibusz-kommunikáció egy mono-mester-üzemeltetésen vagy egy multi-mester-rendszeren keresztül valósulhat meg, (amelyben több mester csatlakozik egy buszhoz). A mesterek ciklikus időközönként hívják le a bemeneti információkat a szolgáktól, és küldenek vissza kimeneti információkat. A PROFIBUS

DP rendszer különböző változatokban kapható:

  • DP-V0 ciklikus kommunikációhoz,
  • DP-V1 további aciklikus kommunikációhoz,
  • DP-V2 további izokrón valós idejű funkcionalitáshoz, időbélyegző használatához, szolga-zolga kommunikációhoz.

A PROFIBUS DP 12 Mbit/s átviteli sebességet kínál, és akár 126 készüléket (mestert és szolgát) egyesít egy hálózatban.

PROFIBUS PA
A PROFIBUS PA-t a folyamatautomatizálásban használják kommunikációra. A PROFIBUS PA a teljesítménykorlátozás miatt különösen alkalmas robbanásveszélyes területeken történő használatra. A 31,25 kbit/s átviteli sebesség hosszú kábelutakat és az elektromágneses zavarokkal szembeni magas érzéketlenséget tesz lehetővé.

A LAPP UNITRONIC® (kábelek) és EPIC Data (dugaszolható csatlakozók) PROFIBUS-nak megfelelő termékei a terméknévben a „BUS DP” jelölést tartalmazzák a PROFIBUS DP-hez és a „PA” jelölést a PROFIBUS PA-hoz.

A CANopen-nel az eredetileg az autóipar számára kifejlesztett CAN (Controller Area Network) terepi buszrendszert kommunikációs profilra bővítették. Így a CANopen nyílt protokollszabványnak számít mind az automatizációs technika, mind sok más iparág számára, mint például az orvostudomány, a vasút stb., túlnyomórészt Európában.

Az adatcsere a soros CAN-rendszerben telegramok formájában történik, ciklikusan és eseményvezérléssel, szabályozása pedig az OSI-modell első két rétegén keresztül történik. Az azonos státuszú hálózati résztvevők egymástól függetlenül, 40 m hosszú kábelen keresztül, akár 1 Mbit/s biztonságos adatátviteli sebességgel továbbítják üzeneteiket a buszra. A folyamat során az adatok cseréje valós időben történik.

A magasabb szintű CANopen rendszerben egy alkalmazásréteg van integrálva, amely kommunikációs profilt biztosít. A szabványosított interfészek segítségével ez a profil képes a hálózatban használt eszközosztályok eszköz- és alkalmazási profiljainak egyedi megszólítására. A kommunikációs profil ennek megfelelően szabályozza, hogy mely telegramokon keresztül milyen készülékadatokat kell cserélni.

A CANopen gondozását a CiA (CAN in Automation) végzi.

Ázsiában a CC-Link a vezető nyílt iparágbeli szabvány, amely kimondottan determinisztikus jellemzőkkel rendelkezik, és a vezérlő és a gyártási szint közötti adatcserére szolgál. Különböző változatokban kapható. A standard CC-Link változatban, mint terepi buszrendszer, amely akár 10 Mbit/s adatátviteli sebességet is lehetővé tesz 100 m teljes kábelhosszon, valamint valós idejű kommunikációt akár 64 hálózati készülékkel. Mivel az átviteli távolság alacsonyabb hálózati sebesség mellett akár 1 200 m-re is kiterjeszthető, a CC-Link nagyméretű alkalmazásokhoz is megfelel. A szabvány egyszerű szerkezete elegendő az automatizálási technika számos feladatához. Ez a hálózati technológia Európában is egyre jobban elterjedt, mivel a különböző gyártók CC-Link-kompatibilis termékei könnyen integrálhatók.

A CC-Link Ethernet-alapú változatáról bővebben a CC-Link IE alatt talál.

A CC-Link-et a CLPA (CC-Link Partner Association) felhasználói szervezet szabványosítja.

A LAPP a CLPA tagja, és aktívan részt vesz a CC-Link továbbfejlesztésében.

PROFINET

Tudjon meg többet

Okos bővítésként: IO-link


Az IO-Link az első, globálisan szabványosított IO-technológia, és a szenzorok és aktorok közötti kommunikációt szolgálja. Ez a technológia nemzetközileg szabványosított és az IEC 61131-9 szabványban van meghatározva.

A technológia pont-pont kommunikáción alapul, 3 vezetékes szenzor-aktor csatlakozás segítségével. Ebben az esetben az IO-Link nem terepi busz, hanem csatlakozási technika. Ez a terepi busztól független, és minden terepi buszba integrálható. Az IO-Link rendszer egy mesterből és egy vagy több készülékből (szenzorok és aktorok) áll. A mester a központi SPS interfészeként szolgál, és vezérli a csatlakoztatott készülékeket. A kétirányú kommunikációnak köszönhetően az IO-Link lehetővé teszi a szenzorok és aktorok kiterjesztett diagnosztikáját. Így például a készülékek távoli karbantartása is lehetséges.

Az IO-Link-et gyors, 4,8 kBaud, 38,4 kBaud és 230,4 kBaud átviteli sebesség jellemzi. Az adatok IO-Link protokoll segítségével gyorsan egymás után kerülnek elküldésre. A csatlakozástechnika kevés helyet igényel, és így lehetővé teszi a szenzor és az aktor közötti intelligens kommunikáció miniatürizálását.