Stále viac priemyselných riadiacich systémov využíva zbernice na riadenie väčšieho počtu senzorov a akčných členov. Elektrické akčné členy sa bežne používajú v priemyselných aplikáciách ako kľúčové akčné členy v procesoch riadenia tekutín. Medzi najčastejšie používané zbernicové systémy pre elektrické akčné členy patria Modbus, CAN, Profibus, DeviceNet, Foundation Fieldbus, HART a Ethernet.

Bežné zbernicové systémy pre elektrické pohony:

  • Modbus

  • MÔŽE

  • Profibus

  • DeviceNet

  • Foundation Fieldbus (FF)

  • HART

  • Ethernet

Modbus

V porovnaní s inými technológiami prevádzkových zberníc je Modbus jednoduchý, ale multifunkčný. Poskytuje všetky služby potrebné pre automatizáciu výroby, ako je výmena jednoduchých binárnych informácií, analógových hodnôt, parametrov zariadení alebo diagnostických údajov.

Pre automatizáciu výroby a zariadenia ako Profibus sa zvyčajne používa jednoduchá a robustná fyzická vrstva RS-485. Na základe tejto fyzickej vrstvy Modbus podporuje rôzne formáty telegramov, ako napríklad Modbus RTU alebo Modbus ASCII. Použitie verzie Modbus TCP/IP založenej na Ethernete umožňuje vertikálnu integráciu s hostiteľskými automatizačnými systémami.

Vlastnosti:

  • Jednoduchý protokol

  • Vhodné pre jednoduché prostredia priemyselnej automatizácie
    www.modbus.org

CAN (sieť riadiacej oblasti)

CAN je sériový komunikačný protokol štandardizovaný normou ISO a prvýkrát ho navrhla spoločnosť Bosch v roku 1986. Je široko používaný v automobilovej elektronike, priemyselnej automatizácii, námornej doprave, zdravotníckych pomôckach a priemyselných zariadeniach.

CAN má dva štandardizované protokoly: ISO11898 pre vysokorýchlostnú komunikáciu (125 Kbps – 1 Mbps) a ISO11519-2 pre nízkorýchlostnú komunikáciu (pod 125 Kbps). CAN je vysoko spoľahlivá a podporuje riadenie s viacerými mastermi, vysoké prenosové rýchlosti a flexibilné pridávanie uzlov.

Vlastnosti:

  • Ovládanie viacerých hlavných zariadení

  • Rýchla prenosová rýchlosť

  • Flexibilné pridávanie uzlov

Profibus

PROFIBUS je medzinárodný, otvorený a od zariadenia nezávislý štandard pre prevádzkové zbernice. Jeho prenosová rýchlosť sa pohybuje od 9,6 kbaud do 12 Mbaud. PROFIBUS sa široko používa v automatizácii výroby, automatizácii procesného priemyslu a automatizácii budov.

PROFIBUS sa skladá z troch kompatibilných častí:

  • PROFIBUS-DP (Decentralizovaná periféria) pre komunikáciu medzi riadiacimi systémami na úrovni zariadení a distribuovanými I/O.

  • PROFIBUS-PA (Automatizácia procesov) na pripojenie senzorov a akčných členov na tej istej zbernici s dodržaním štandardov iskrovej bezpečnosti.

  • PROFIBUS-FMS (Špecifikácia správ zbernice) pre monitorovanie na úrovni dielne s prepojením viacerých master zariadení v reálnom čase.

Vlastnosti:

  • Otvorená architektúra

  • Spoľahlivosť

  • Flexibilita

  • Výkon v reálnom čase

DeviceNet

DeviceNet je nízkonákladová komunikačná zbernica spájajúca priemyselné zariadenia, ako sú koncové spínače, senzory, ventily, spúšťače motorov a ďalšie, čím eliminuje náklady na drahé zapojenie. Zlepšuje komunikáciu medzi zariadeniami a poskytuje významné diagnostické funkcie na úrovni zariadení, ktoré je ťažké dosiahnuť s tradičnými I/O rozhraniami.

DeviceNet je založený na protokole CAN, ktorý umožňuje prenos dát v reálnom čase. Podporuje komunikáciu bod-bod, multi-master alebo master/slave a dokáže pripojiť až 64 uzlov. Jeho prenosové rýchlosti sú 125 kb/s, 250 kb/s a 500 kb/s.

Vlastnosti:

  • Nízkonákladová komunikácia

  • Jednoduché sieťové riešenie

  • Otvorený štandard pre hardvér a softvér

  • Diagnostické možnosti

Foundation Fieldbus (FF)

Foundation Fieldbus je špeciálne navrhnutý pre automatizáciu procesov s protokolom FF H1 pre prenos na úrovni poľa. FF podporuje rôzne topológie a umožňuje priamu komunikáciu medzi zariadeniami, ak sú vybavené aktívnym plánovačom linky (LAS).

Vlastnosti:

  • Flexibilita v topológii

  • Podporuje decentralizované digitálne riadenie

  • Priama komunikácia medzi poľnými zariadeniami

  • Na základe štandardizovaných funkčných blokov pre vstup/výstup

www.fieldcommgroup.org

HART (diaľničný adresovateľný diaľkový prevodník)

HART používa štandardný analógový signál 4 – 20 mA na prenos analógových aj digitálnych údajov. Komunikácia HART moduluje dodatočný signál cez analógový signál 4 – 20 mA, čo umožňuje súčasný prenos digitálnych aj analógových signálov.

Podporuje princíp master/slave a často sa používa v komunikácii bod-bod.

Vlastnosti:

  • Využíva existujúcu infraštruktúru 4 – 20 mA

  • Digitálna komunikácia pre ďalšie parametre a diagnostiku

  • Podporované širokou škálou zariadení
    www.fieldcommgroup.org

Ethernet

Klasický Ethernet sa dnes stal popredným štandardom dátových sietí v kancelárskom prostredí. „Priemyselný Ethernet“ označuje vylepšený Ethernet, ktorý možno použiť v prostrediach priemyselnej automatizácie.

Vlastnosti:

  • Prenos údajov v reálnom čase a IT dát cez bežné médiá

  • Prakticky neobmedzený počet účastníkov a rozširovanie siete

  • Škálovateľná a flexibilná topológia

  • Vysokorýchlostný prenos dát, a to aj pre veľké objemy dát

  • Jednoduchá integrácia so sieťovými servermi a rozhraniami IoT (napr. OPC UA)

Priemyselné ethernetové protokoly ako Profinet, Ethernet/IP a Modbus TCP sú integrované priamo do systémov DCS a zabezpečujú spoľahlivú komunikáciu a jednoduchý prístup k zariadeniam na úrovni poľa.