Като мрежова технология за контрол на полето, fieldbus се разглежда като разширение на публична мрежа за данни в областта на контрола на движението. Възходът му предоставя нова възможност за развитието на самата технология за автоматично управление. Fieldbus може да използва различни медии (различни кабелни и безжични режими) за предаване на цифрови сигнали. В два проводника могат да бъдат свързани към десетки оборудване за автоматично управление, могат да спестят много кабели, слот рамка, свързващи части. Намалете работното натоварване при проектирането, инсталирането и поддръжката на системата. Fieldbus образува цялостна система за управление, която наистина е разпръсната в полето, подобрява надеждността на системата за управление и обогатява информационното съдържание на оборудването за управление. Създава условия за влизане на информацията за управление в обществената мрежа за данни, комуникира връзката между оборудването за управление на полето и мрежата за управление на по-висок контрол, улеснява интегрирането на мрежата за управление и мрежата за данни, улеснява дистанционното предаване на сигнали и дистанционното автоматично контрол.
1. Fieldbus е рамка на система за управление
Системата за управление Fieldbus е ново поколение децентрализирана система за управление, базирана на технологията fieldbus, която има плоска мрежова структура, отвореност, оперативна съвместимост, пълна дисперсия на конвенционалните функции за управление и метод за конфигуриране на унифицирана стратегия за управление.
2. Типично приложение на система за управление на движението на fieldbus:
Компютър плюс независим цифров контролер за движение плюс задвижващ механизъм=отворена система за управление на движението
Сензорен екран плюс независим цифров контролер плюс задвижващ механизъм=отворена система за управление на движението
Тези две структури са посоката на развитие на системата за серво управление и технологията за управление на движението. Той може да използва пълноценно ресурсите на компютъра и сензорния екран, да завърши разработването на потребителски приложения от софтуера на трети страни и да изпрати генерираните програмни инструкции до контролера за движение, който непрекъснато превежда актуализираната команда за позиция (крива на движение) и изпраща го на водача през основната комуникационна линия и драйверът на двигателя ще предаде управляващото електричество към двигателя, така че да завърши позиционирането, изисквано от командата. В многоосна система един контролер може да управлява множество двигатели или драйвери. Серво моторът е основният изпълнителен компонент, завършва специфичното действие. Шината свързва разпръснати измервателни и контролни устройства с възможност за комуникация и устройства за управление на задвижването като мрежови възли, за да образува контролна мрежа, която може да комуникира помежду си и да изпълнява задачи за автоматично управление заедно
Системата за промишлена автоматизация Ethernet се развива към мрежово и интелигентно управление в реално време, така че комуникацията се превърна в ключ, а търсенето на потребителя за унифициран комуникационен протокол и мрежа става все по-спешно. От друга страна, бързото развитие на интранет/интернет и други информационни технологии изисква предприятията да реализират цялостна безпроблемна информационна интеграция от полевия контролен слой до нивото на управление и да осигурят отворена инфраструктура. Що се отнася до несигурността и производителността в реално време на Ethernet е лоша, беше използването на интелигентен хъб, активна функция за превключване, въвеждане на приоритет и дуплексно окабеляване и т.н., основно решено. Чрез увеличаване на скоростта на предаване на данни, внимателно избиране на топологията на мрежата и ограничаване на натоварването на мрежата, вероятността от сблъсък на данни може да бъде сведена до минимум.
Съществуват и редица международни организации, които работят за поставяне на Ethernet под контрол. Този стандарт ще позволи на мрежата да вижда "обекти".
Вградена мрежова система за контрол на движението (NCS) Контролът на движението (серво) е за контролиране и управление на позицията и скоростта на механичните движещи се части в реално време, така че те да могат да се движат според очакваната траектория и определени параметри на движение. Системата за управление на движението с отворена структура е вид модулна, преконфигурируема, разширяема хардуерна и софтуерна система.
Фигурата по-горе показва архитектурата на вградения контролер за движение. От фигурата може да се види, че контролерът за движение е разделен на две основни части: мрежов комуникационен модул и модул за управление на движение. Мрежовият комуникационен модул се свързва директно с интернет и получава команди за управление от конзолата според предварително определения комуникационен протокол и след това дава командите на модула за управление на движението. Модулът за управление на движението е директно свързан с драйвера на двигателя. След анализиране и преценка на командата, съответният сигнал за управление на двигателя се изпраща към двигателя. Освен това резултатът от изпълнението на командата също се връща към мрежовия комуникационен модул, който след това се връща към конзолата по мрежата.
Основни характеристики на вграден контролер за движение:
1. Разширяване на оста на движение Дъщерната платка се използва за разширяване на оста на движение на контролера. Множество контролери могат да бъдат свързани в мрежа с помощта на оптична мрежа за управление на повече оси. Стъпков вал (импулс плюс посока) и серво вал (аналогова инструкция плюс обратна връзка за позиция) могат да бъдат смесени конфигурации.
2. Разширение на цифров вход и изход
3. Разширяване на аналоговия вход и изход
4. Разширение на интерфейса за обратна връзка за позиция (A/B/Z, SSI, SIN/COS)
5. Разширение на интерфейса Fieldbus: CAN, SERCOS, EtherNet, ProfiBus, DeviceNet, ModBUS, HostLink и др.
„Полевите устройства с вграден Ethernet и вградени интернет сървъри скоро ще бъдат реалност“, прогнозира Хорст Колберт, мрежов продуктов мениджър в Siemens Energy & Automation, предполагайки, че индустриалният Ethernet е на път да навлезе в нивото на полеви контрол.
Ethernet е най-доброто решение за контрол на мрежата в бъдеще и ще се превърне в доминираща полева шина, но технологията за полева шина няма лесно да напусне съществуващия пазар и различни полеви шини могат да се учат една от друга, за да се подобряват допълнително. Всички видове полеви шини имат определен технически фокус и взаимно допълване на полето на приложение, по-авторитетни в определен аспект. Съвместното съществуване на множество полеви шини не е благоприятно за инвестициите на потребителите и производителите. Голям брой автобусни стандарти е равно на липса на стандарти. Разцветът и процъфтяващото развитие на fieldbus технологията.
Системата за управление на мрежата изисква полевата шина, използвана в контролното поле, да е цифрова мрежа за взаимно свързване с висока мрежова производителност, която има оперативна съвместимост и отвореност. Цифровото взаимно свързване е основната характеристика на мрежата. Оперативната съвместимост изисква приемането на единни стандарти и протоколи. Отвореността означава, че технологията е отворена и широко използвана. Вече е предрешено, че съществуват едновременно множество стандарти за fieldbus.
Различни компании, за свои собствени интереси, контролират развитието на стандартите, така че fieldbus не се използва широко. Понастоящем технологията Ethernet е най-подходяща за характеристиките на технологията fieldbus на мрежовата система за управление, така че много компании са въвели Ethernet в индустриалната мрежа за управление.
Системата за автоматизация на Jetter AG на Германия, MAESTRO на ELMO на Израел, иновативна идея на британската компания TRIO, базирана на 100Mb/s Ethernet разпределена интелигентна система за управление, декларира, че „мрежата е контролерът“ изглед.
1. Възползвайте се от разширението на British TRIO контролер
2. Разширете с израелски контролер MAESTRO
Характеристиките му са:
(1) Структурата е подобна на интернет, предаването на данни в реално време не се нуждае от програмиране, не е необходимо да се взема предвид йерархията на мрежата;
(2) За потребителите има само един набор от данни и една програма и всички данни трябва да бъдат изразени само веднъж в мрежата. Както програмите, така и данните могат да се използват повторно, а мрежата играе ролята на истински сървър;
(3) Има само една Ethernet шина за директна комуникация от сензора до управлението на фабриката;
(4) Може да бъде свързан към интернет, за да реализира глобалната мрежа на цялата фабрика;
(5) Ethernet е не само системна шина, свързваща се с различни интелигентни модули, но и полева шина, свързваща се с полево оборудване. Тук няма разлика между вътрешна и външна комуникация. Технологията Hub е интегрирана във всеки контролер, а вътрешната комуникация е отделена от външната чрез разпределяне на адресно пространство.
През 1998 г. Foxboro успешно използва Ethernet I/O от своята система за автоматизация Micro-I/A в хлор-алкалния завод на Bayer AG. Ethernet интегрира цялото полево оборудване, контролери и компютърни работни станции във високонадеждна, евтина информационна мрежа за управление в реално време.
Индустриалната Ethernet мрежа може да бъде Profibus, Devicnet, modbus, controlnet, canopen протокол към TCP/IP, прилагането на множество различни протоколи в една и съща мрежа и да позволи на тях и на един и същ хост едновременно да диалогизират, но не наистина не решава проблема с универсалните стандарти.
