אפיקים נפוצים עבור מפעילים חשמליים

מספר הולך וגדל של מערכות בקרה תעשייתיות פורסות אפיקי שדה (field bus) כדי לשלוט ביותר חיישנים ומפעילים. כמפעיל מרכזי בתהליכי בקרת נוזלים, מפעילים חשמליים נמצאים בשימוש נפוץ ביישומים תעשייתיים. מערכות האפיק הנפוצות ביותר עבור מפעילים חשמליים כוללות Modbus, CAN, Profibus, DeviceNet, Foundation Fieldbus, HART ו-Ethernet.

מערכות אפיק נפוצות עבור מפעילים חשמליים:

מודבוס
פַּחִית
פרופיבוס
דיוויז'נט
אפיק שדה יסודי (FF)
הארט
אתרנט

מודבוס

בהשוואה לטכנולוגיות אפיק שדה אחרות, מודבוס הוא פשוט אך רב-תכליתי. הוא מספק את כל השירותים הנדרשים לאוטומציה של מפעלים, כגון החלפת מידע בינארי פשוט, ערכים אנלוגיים, פרמטרים של התקן או נתוני אבחון.

עבור אוטומציה של מפעלים ומכשירים כמו Profibus, בדרך כלל נעשה שימוש בשכבה פיזית פשוטה וחזקה, RS-485. בהתבסס על שכבה פיזית זו, Modbus תומך בפורמטים שונים של טלגרם, כגון Modbus RTU או Modbus ASCII. שימוש בגרסת Modbus TCP/IP מבוססת Ethernet מאפשר אינטגרציה אנכית עם מערכות אוטומציה מארחות.

תכונות:

פרוטוקול פשוט
מתאים לסביבות אוטומציה תעשייתיות פשוטות
www.modbus.org

CAN (רשת אזור בקר)

CAN הוא פרוטוקול תקשורת טורי שתוקנן על ידי ISO והוצע לראשונה על ידי Bosch בשנת 1986. הוא נמצא בשימוש נרחב באלקטרוניקה לרכב, אוטומציה תעשייתית, ציוד ימי, מכשירים רפואיים וציוד תעשייתי.

ל-CAN שני פרוטוקולים סטנדרטיים: ISO11898 לתקשורת במהירות גבוהה (125Kbps–1Mbps) ו-ISO11519-2 לתקשורת במהירות נמוכה (מתחת ל-125Kbps). CAN אמין ביותר ותומך בבקרה מרובת-מאסטרים, במהירויות שידור גבוהות ותוספות צמתים גמישות.

תכונות:

בקרה מרובת-מאסטרים
מהירות שידור מהירה
הוספת צמתים גמישה

פרופיבוס

PROFIBUS הוא תקן בינלאומי, פתוח ובלתי תלוי-התקן לאפיק שדה. מהירות השידור שלו נעה בין 9.6 kbaud ל-12 Mbaud. PROFIBUS נמצא בשימוש נרחב באוטומציה של ייצור, אוטומציה של תעשיית התהליכים ואוטומציה של מבנים.

PROFIBUS מורכב משלושה חלקים תואמים:

PROFIBUS-DP (היקפי מבוזר) לתקשורת בין מערכות בקרה ברמת המכשיר לבין קלט/פלט מבוזר.
PROFIBUS-PA (אוטומציה של תהליכים) לחיבור חיישנים ומפעילים באותו אפיק, עם תקני בטיחות פנימיים.
PROFIBUS-FMS (מפרט הודעות אפיק שדה) לניטור ברמת הסדנה עם רשת מרובת-מאסטרים בזמן אמת.

תכונות:

ארכיטקטורה פתוחה
אֲמִינוּת
גְמִישׁוּת
ביצועים בזמן אמת

דיוויז'נט

DeviceNet הוא אפיק תקשורת בעלות נמוכה המחבר התקנים תעשייתיים כמו מתגי גבול, חיישנים, שסתומים, מתנעי מנוע ועוד, ובכך מבטל עלויות חיווט קשיח יקרות. הוא משפר את התקשורת בין התקנים ומספק פונקציות אבחון משמעותיות ברמת ההתקן שקשה להשיג עם ממשקי קלט/פלט מסורתיים.

DeviceNet מבוסס על פרוטוקול CAN, ומספק העברת נתונים בזמן אמת. הוא תומך בתקשורת נקודה לנקודה, רב-מאסטר, או מאסטר/עבד, ויכול לחבר עד 64 צמתים. מהירויות השידור שלו הן 125kb/s, 250kb/s ו-500kb/s.

תכונות:

תקשורת בעלות נמוכה
פתרון רשת פשוט
תקן פתוח לחומרה ותוכנה
יכולות אבחון

אפיק שדה יסודי (FF)

Foundation Fieldbus תוכנן במיוחד לאוטומציה של תהליכים, עם פרוטוקול FF H1 לשידור ברמת השדה. FF תומך בטופולוגיות שונות ומאפשר תקשורת ישירה בין התקנים כאשר הוא מצויד במתזמן קישור פעיל (LAS).

תכונות:

גמישות בטופולוגיה
תומך בבקרה דיגיטלית מבוזרת
תקשורת ישירה בין מכשירי שטח
מבוסס על בלוקי פונקציה סטנדרטיים עבור קלט/פלט

www.fieldcommgroup.org

HART (מתמר מרחוק הניתן לכתובת בכביש מהיר)

HART משתמש באות אנלוגי סטנדרטי של 4-20 מיליאמפר להעברת נתונים אנלוגיים ודיגיטליים כאחד. תקשורת HART מווסתת את האות הנוסף על פני האות האנלוגי של 4-20 מיליאמפר, ומאפשרת העברת אותות דיגיטליים ואנלוגיים בו זמנית.

הוא תומך בעיקרון המאסטר/עבד ומשמש לעתים קרובות בתקשורת נקודה לנקודה.

תכונות:

משתמש בתשתית קיימת של 4-20 מיליאמפר
תקשורת דיגיטלית לפרמטרים נוספים ואבחון
נתמך על ידי מגוון רחב של מכשירים
www.fieldcommgroup.org

אתרנט

כיום, Ethernet קלאסי הפך לסטנדרט רשת הנתונים המוביל בסביבות משרדיות. "Ethernet תעשייתי" מתייחס ל-Ethernet משופר שניתן להשתמש בו בסביבות אוטומציה תעשייתית.

תכונות: