industriale si de fabricatie DeviceNET A fost dezvoltata initial de Allen Bradley by V58DQh85

VIEWS: 41 PAGES: 25

									RETELE INDUSTRIALE CU ARHITECTURA DESCHISA




                CNSEM - CURS 10              1
                      Protocol propriu de comunicatie

 Echipament 1




       Echipament 2
                                Realizarea retelei necesita utilizarea
                                        acelorasi protocoale


Echipament n

                                    Standardizarea protocoalelor




                          Utilizarea sistemelor cu        Reducerea
Retea de comuncatie                                       costurilor
intre echipamentele         functii de control si
                                monitorizare               cablarii
unui sistem
                            CNSEM - CURS 10                              2
Standarde de retea
1979 – Open Systems Interconnect – OSI
1980 – Proiectul 802 - IEEE adera la OSI subdivizand nivelul Data link in
cele doua subnivele Madia Acces Control (MAC) si Logical Link Control
(LLC)
1990 – General Motors dezvolta Manufacturing automation Protocol (MAP)

  Nivel OSI                 Protocol MAP

                           Manufacturing message from standard(MMFS); File
      Aplicatie           transfer (FTAM), Common application service(CASE)
     Prezentare
      Sesiune                             ISO session kernel
     Transport                           ISO Transport class 4
       Retea                                  ISO internet
  Legatura de date              IEEE 802.2 class 1, IEEE 802.4 token bus
        Fizic                           IEEE 802.4 broad band

                               CNSEM - CURS 10                                3
Protocol MAP
Nivel Aplicatie – furnizeaza un set de comenzi care vor fi intelese de
dispozitivele si software-ul folosit
Nivel Legatura de date – se asigura transmiterea informatiei de catre un
singur utilizator la un anumit moment dat
Nivel Fizic – informatia este modulata dupa o purtatoare in radio
frecventa, iar apoi transmisa prin cablu coaxial.



Exemple de retele si domeniile lor de aplicatie
CANopen, DeviceNet, SDS – retele tip CAN pentru echipamente de manufacturare
FOUNDATION Fieldbus     – retele de control de proces
Interbus – S             - retele low-level pentru echipamente I/O
LonWorks                 - retele digitale de orientare generala, utilizate in
                           automatizarea cladirilor/sistemelor embedded
PROFIBUS DP/FMS/PA       - familie de retele destinate proceselor industriale si de
                           fabricatie

                                 CNSEM - CURS 10                                      4
DeviceNET




A fost dezvoltata initial de Allen-Bradley
Este administrata la momentul actual de ODVA (Open DeviceNet
Vendors Application)
Este o retea low-level, destinata conectarii echipamentelor si
instrumentatiei industriale (senzori si elemente de executie) la aparatura
de high-level (controlere)
Asigura interschimbabilitatea la costuri foarte reduse, pentru aparate
simple, utilizate frecvent in aplicatii de manufacturare (limitatori de cursa,
senzori fotoelectrici, soft-startere, cititoare de cod de bare, actionari cu
turatie variabila, interfete operator integrate, etc)




                               CNSEM - CURS 10                               5
DeviceNET – protocolul de comunicatie




Este implementat pe suportul protocolului CAN (Controller Area
Network)


      CAN                                                   DeviceNET

                                                 Completeaza           restul
Specifica numai anumite
                                                 nivelelor    plus     nivelul
portiuni ale nivelului fizic
                                                 Media (0) si Aplicatie (7)
si de date
                                                 Defineste    semnificatia
Defineste    forma      de
                                                 datelor deplasate
deplasare a datelor




                               CNSEM - CURS 10                               6
DeviceNET – caracteristici




Pana la 64 de adrese pe o singura retea
Comunicatie peer-to-peer, cu prioritati, bazata pe schema de arbitrare
nondestructiva a protocolului CAN
Model producator-consumator de transfer al datelor




                             CNSEM - CURS 10                          7
DeviceNET – profile




Defineste profilele standard ale echipamentelor pentru a permite o
compatibilitate sporita intre echipamente
Sectiunile unui profil de echipament:
    Definirea modelului obiect al echipamentului, incluzand o schema
    Definirea formatului datelor de intrare/iesire, incluzand definirea
    Assembly Object pentru un transfer de date simplificat si eficient
    Definirea parametrilor configurabili ai echipamentului, precum si a
    interfetelor publice la acesti parametri
Profilul echipamentului si Electronic Data Sheet (EDS) descriu obiectele
care sunt disponibile in respectivul echipament, prin urmare
functionalitatea acestuia din punctul de vedere al utilizatorului



                             CNSEM - CURS 10                            8
Foundation FIELDBUS




Retea industriala realizata in mod specific pentru controlul proceselor
distribuite.


A fost creata de Fundatia Fieldbus, organizatie ce contine peste 100 de
companii membre (mai mult de 80% din produsele, echipamentele si
serviciile destinate sistemelor de automatizare


Tehnologia se compune din:
    Nivel fizic – Physical Layer
    Stiva de comunicatie – Communication Stack
    Nivel utilizator – User Layer


                              CNSEM - CURS 10                          9
Model OSI         Foundation Fieldbus


                        User Layer



 Aplicatie           Fieldbus Message
                        Specification
                      Fiedbus Access
                         Sublayer
Prezentare
                                        Stack
 Sesiune
Transport
  Retea
Data Link                 Data Link
   Fizic                       Fizic


             CNSEM - CURS 10                10
Foundation FIELDBUS – Nivelul Fizic




Foloseste nivelul fizic (electric, conexiuni, etc), standardizat de ISA
550.02 – 1992, IEC 1158 – 2
Sunt disponibile mai multe rate de trabsfer, incluzand varianta de viteza
redusa ce este compatibila cu solutiile existente, de 4-10 mA
Echipamentele sunt alimentate din aceleasi doua conductoare de
semnal, eliminand necesitatea surselor externe de alimentare
Capacitati de operatiuni interne securizate, o cerinta pentru medile
periculoase




                             CNSEM - CURS 10                            11
Foundation FIELDBUS – Stiva de comunicatii




Realizeaza serviciile necesare pentru a realiza interfata nivelului
utilizator cu nivelul fizic.
Data Link Layer este un protocol de tip token-passing
La acest nivel actioneaza LAS(Line Active Scheduler), cu rol de arbitru
central al bus-ului, ce permite controlul si comunicarea deterministica
Controlul poate fi trecut prin mai multe Link Master (echipamente de tip
LAS), asigurandu-se astfel redundanta in reteaua Fieldbus




                             CNSEM - CURS 10                           12
Foundation FIELDBUS – Nivelul Utilizator




Defineste o interfata prin care utilizatorii pot comunica cu
echipamentele printr-un set de blocuri, mai eficient decat prin simple
colectii de date punctuale
Blocuri ce realizeaza nivelul utilizator:
    Resource Block – descrie caracteristicile echipamentului (nume,
    producator, serie echipament)
    Function Block             - asigura        controlul   si   comportarea
    intrarilor/iesirilor echipamentului
    Transducer Block – decupleaza blocurile de functii de functiile
    necesare pentru citirea/scrierea intrarilor/iesirilor locale.




                               CNSEM - CURS 10                             13
Foundation FIELDBUS – Nivelul Utilizator




Defineste seturi standard de blocuri de functii, din care se distinge un
set de 10 functii pentru operatiunile de baza de control si functii I/O

                   Intrare Analogica                 - AI
                   Iesire Analogica                  - AO
                   Bias                              -B
                   Selector Control                  - CS
                   Intrare discreta                  - DI
                   Iesire Discreta                   - DO
                   Incarcare Manuala                 - ML
                   Proportional/Derivativ            - PD
                   Proportional/Integral/Derivativ   - PID
                   Ratio                             -RA
                              CNSEM - CURS 10                          14
Foundation FIELDBUS – Nivelul Utilizator




Aplicatiile se creeaza prin conectarea functiilor bloc, Fieldbus
specificand si modul de gestionare a resurselor de timp
Blocurile de functii sunt rezidente in fiecare echipament in parte, dar
gestionarea genrala a executiei este specificata si executata pe retea
Device Descriptions asigura descrierea standard a functiilor disponibile
in echipament, permitand crearea unei interfete operator pentru
interactiunea cu echipamentul
Device Descriptions asigura interoperabilitatea, reprezentand o metoda
standard prin care orice host poate afla lista capabilitatilor fiecarui
echipament conectat la Fieldbus.




                             CNSEM - CURS 10                           15
PROFIBUS




Retea industriala utilizata la inceput preponderent in Europa, apoi la
nivel mondial, in sistemele de productie, la controlul proceselor si in
automatizari.


Tehnologia este dezvoltata si administrata de PROFIBUS User
Organization (peste 600 de membri).


Poate fi utilizata:
    Pentru transmisii de date de mare viteza, intre controlere si
    intrari/iesiri
    Pentru comunicatii complexe intre automate programabile



                            CNSEM - CURS 10                          16
PROFIBUS - versiuni




PROFIBUS – DP:
   Pentru comunicatii de mare viteza, eficiente ca raport
   performanta/pret, intre automatele programabile si modulele de
   intrare/iesire distribuite. Comunicare seriala.


   Utilizeaza nivelul 1 si 2 si interfata Utilizator care specifica atat
   functiile de aplicatie disponibile, cat si comportamentul
   echipamentului.


   Suport fizic: RS-485 sau fibra optica.




                            CNSEM - CURS 10                            17
PROFIBUS - versiuni




PROFIBUS – FMS:
   Pentru comunicatii obisnuite, de orientare generala, desfasurate
   initial intre controlere programabile
   Defineste modelul de comunicatie in care procesele aplicatiilor
   distribite pot fi unificate intr-un proces comun pe baza relatiilor de
   comunicatie.
   Utilizeaza nivelele 1, 2 si 7.
   Suport fizic: RS-485 sau fibra optica.




                              CNSEM - CURS 10                          18
PROFIBUS - versiuni




PROFIBUS – PA:
   Este realizat in mod specific pentru automatizarea de proces
   Utilizeaza protocolul de transmitere a datelor DP extins,
   echipamentele de camp putand fi alimentate direct din bus si
   integrate in retelele DP prin intermediul unor cuplori de segment.
   Suport fizic: RS-485




                           CNSEM - CURS 10                         19
ETHERNET


Cea mai populara interfata de retea ultrarapida de comunicare intre PC-
uri. Racordarea hardware a Ethernet-ului este o carcateristica standard a
calculatoarelor moderne, majoritatea acestora fiind interconectate printr-
un protocol TCP/IP sau altul similar.
Este cea mai raspandita retea de comunicare pentru afaceri si aplicatii
tehnologice.
Este administrat de IEEE sub specificatia 802.3.
Dezvoltarea Ethernet-ului comutabil (o noua tehnologie cu o banda
sporita pentru comunicatii si o viteza de transmisie de 100Mb/s) a permis
largirea considerabila a gamei de aplicatii.
Opereaza la 10Mb/sec si are la baza o topologie de conexiune multinod,
care manipuleaza pana la 1024 noduri in formatele de cablu: torsadat,
fibra optica, cablu axial.



                              CNSEM - CURS 10                            20
ETHERNET - Avantaje




Comercializarea in volume mari la preturi mici, fiind componenta
standard pe placile de baza a numeroase sisteme de calcul;
Devide standard industrial de facto, in special pentru comunicatiile
ndustriale de mare viteza
Integrarea si distributia informatiilor de productie si manufacturare vor
fi mai facile.
Majoritatea sistemelor de computere utilizate in busness sunt incadrate
cu personal specializat in administrarea retelelor, avand abilitati pentru
proiectarea de retele, instalare si intretinere.




                             CNSEM - CURS 10                            21
ETHERNET - Tehnologie




Foloseste protocolul CS/MA/CD (Carrier Sense, Multiple Access,
Collision Detect) care intrebuinteaza o metoda de transmisie speciala
pentru comunicarea cu nodurile retelei

                           Echipament
                                                      Echipament

    Echipament
                                   Echipament                      Echipament
                                                      Echipament

        Hubb repetor                       Hubb de
                                          comutatie



 Fac ca echipamentele sa                  Trec mesajele spre
     apara conectate                       echipamentele de
        impreuna                        destinatie, evitandu-se
                                              coliziunile


                               CNSEM - CURS 10                                  22
ETHERNET – Elemente de baza




Mediul fizic folosit la transportul semnalelor intre computere si noduri
Setul de reguli care controleaza si arbitreaza accesul la Ethernet care se
aplica la mai multi utilizatori diferiti
Cadrul pachetelor Ethernet, ce consta intr-un set standard de biti,
folosit sa vehiculeze date pe Ethernet.




                              CNSEM - CURS 10                               23
      ETHERNET – Protocol

                         Model OSI la nivelul solutiei Ethernet TCP/IP


       Application-Oriented            FTP         DNS          Telnet   HSE/FF
7
              Layer
            Transport
4                                                  TCP             UDP
              Layer
             Network
3                                                          IP
              Layer
       Link/Physical    Layer
1,2                                 Leased                      Token
                                                Ethernet                 AIRPANET
                                     Line                        Ring



                             Ethernet reprezinta suportul fizic.




                                    CNSEM - CURS 10                               24
ETHERNET – Protocol


Functii:
    Defineste o adresa unica, astfel incat computerele sau
    echipamentele sa se poata identifica reciproc pe retea
    Determina modul de transmitere a datelor
    Proceseaza informatie la sosirea la destinatia finala.
Exemple simple de protocoale de retea folosite pentru sistemele
informatice cu scop general: TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX, UDP, AppleTalk,
SNMP, LAT.


 Ethernet, completat cu protocoale industriale stanndard (TCP/IP, OLE sau OPC),
 respectiv Windows ca sistem de operare, concura la realizarea de solutii foarte
             atractive ca performante si pret in aplicatii industriale.




                                CNSEM - CURS 10                                    25

								
To top