Тлумачэнне пратаколаў сувязі AC 800M: Ethernet, PROFIBUS і іншыя
Увядзенне
У сучаснай прамысловай аўтаматызацыі сувязь з'яўляецца жыццёва важным звяном паміж кантролерамі, палявымі прыладамі і сістэмамі кіравання. Кантролер ABB AC 800M, які з'яўляецца часткай платформы ABB 800xA, распрацаваны як гнуткі, модульны і маштабуемы, але яго сапраўдная магутнасць заключаецца ў дыяпазоне падтрымоўваных ім камунікацыйных пратаколаў.
Незалежна ад таго, інтэгруеце вы інтэлектуальныя палявыя прылады, падключаецеся да сістэм SCADA або злучаеце некалькі кантролераў, разуменне камунікацыйных пратаколаў AC 800M мае важнае значэнне для распрацоўкі надзейных і высокапрадукцыйных рашэнняў аўтаматызацыі.
1. Чаму пратаколы сувязі маюць значэнне ў сістэмах AC 800M
Кантролер AC 800M можна наладзіць з дапамогай розных модуляў камунікацыйнага інтэрфейсу (CI-модуляў), што дазваляе падключацца практычна да любой прамысловай сеткі. Гэтыя пратаколы вызначаюць:
Хуткасць абмену дадзенымі
Надзейнасць у цяжкіх умовах
Сумяшчальнасць з існуючымі прыладамі
Маштабаванасць для будучага пашырэння
Магчымасці дыягностыкі і тэхнічнага абслугоўвання
Выбар правільнага пратакола азначае балансаванне гэтых фактараў для вашага канкрэтнага прымянення.
2. Агляд падтрымоўваных пратаколаў
2.1 Пратаколы на аснове Ethernet
Ethernet-сувязь — адзін з найбольш распаўсюджаных і гнуткіх варыянтаў сувязі AC 800M.
Агульныя модулі:
Убудаваны порт Ethernet
Модуль Ethernet/IP CI867
CI871 для PROFINET
Ключавыя асаблівасці:
Высокахуткасная перадача дадзеных (10/100 Мбіт/с)
Падтрымлівае TCP/IP, UDP і прамысловыя варыянты
Лёгкая інтэграцыя з ІТ-сістэмамі
Доўгія кабелі праходзяць праз оптавалаконныя валаконы
Тыповыя выпадкі выкарыстання:
Сувязь паміж кантролерамі
Інтэграцыя SCADA праз OPC
Дыстанцыйны маніторынг праз заводскія сеткі
2.2 PROFIBUS (DP і PA)
Модуль: інтэрфейс PROFIBUS-DP CI854A
Ключавыя асаблівасці:
Дэтэрмінаваны, цыклічны абмен дадзенымі
Устойлівы да электрычных перашкод
Падтрымлівае да 126 прылад на сегмент
PROFIBUS-DP для высакахуткаснага дыскрэтнага кіравання
PROFIBUS-PA для аўтаматызацыі працэсаў (іскрабяспечны)
Тыповыя выпадкі выкарыстання:
Сістэмы размеркаванага ўводу-вываду
Працэсныя прыборы ў нафтагазавай, хімічнай або водаачышчальнай прамысловасці
Суровыя прамысловыя ўмовы з вялікімі адлегласцямі кабеляў
2.3 Modbus (TCP/IP і RTU)
Модулі:
Modbus TCP/IP праз убудаваны Ethernet
Modbus RTU праз модуль CI853
Ключавыя асаблівасці:
Адкрыты, шырока прыняты пратакол
Простая сувязь паміж галоўным і падпарадкаваным
Працуе праз Ethernet (TCP/IP) або паслядоўныя лініі (RS-232/RS-485)
падтрымлівае як сучасныя, так і старыя прылады
Тыповыя выпадкі выкарыстання:
Інтэграцыя ПЛК і HMI іншых вытворцаў
Падключэнне старых прывадаў і прыбораў
Мадэрнізацыя існуючых заводаў
2.4 Палявая шына FOUNDATION
Модуль: інтэрфейс FOUNDATION Fieldbus CI860
Ключавыя асаблівасці:
Сапраўднае размеркаванае кіраванне на ўзроўні прылады
Пашыраная дыягностыка для прагнознага абслугоўвання
Адзін кабель для харчавання і перадачы дадзеных (прылады з харчаваннем ад шыны)
Падтрымлівае некалькі функцыянальных блокаў на адну прыладу
Тыповыя выпадкі выкарыстання:
Хімічныя і нафтахімічныя заводы
Прамысловасць бесперапыннага працэсу
Сістэмы, якія патрабуюць інтэлекту на ўзроўні прылады
2.5 Паслядоўная сувязь
Модуль: CI853 або паслядоўны інтэрфейс іншага вытворцы
Ключавыя асаблівасці:
Сувязь RS-232 або RS-485
Нізкі кошт і простая канфігурацыя
Падыходзіць для сетак тыпу «кропка-кропка» або шматкропкавых сетак
Тыповыя выпадкі выкарыстання
Інтэграцыя старых прылад
Падключэнні лабараторнага і выпрабавальнага абсталявання
Збор дадзеных з нізкахуткасных датчыкаў
2.6 IEC 61850
Модуль: інтэрфейс CI869
Ключавыя асаблівасці:
Прызначана для аўтаматызацыі электрычных падстанцый
Стандартызаваная сувязь для рэле абароны і індустрыяльных электронных прылад
Падтрымлівае хуткасны абмен паведамленнямі GOOSE
Тыповыя выпадкі выкарыстання:
Электрастанцыі
Высокавольтныя падстанцыі
Сістэмы аўтаматызацыі сетак
3. Выбар правільнага пратакола для вашага прыкладання
Пры выбары пратакола для AC 800M варта ўлічваць наступнае:
3.1 Сумяшчальнасць прылад
Праверце магчымасці сувязі ўсіх прылад, якія вы плануеце падключыць. Гэта першы фільтр пры выбары пратакола.
3.2 Патрабаванні да дадзеных
Высокахуткасны абмен вялікімі аб'ёмамі дадзеных → пратаколы на базе Ethernet
Павольныя, стабільныя і ўстойлівыя да перашкод → пратаколы Fieldbus, такія як PROFIBUS або FOUNDATION Fieldbus
3.3 Фізічнае асяроддзе
Для зон з высокім узроўнем электрамагнітных перашкод ідэальна падыходзіць экранаваная вітая пара або валаконна-аптычны Ethernet. PROFIBUS таксама забяспечвае высокую перашкодаўстойлівасць.
3.4 Архітэктура сістэмы
Цэнтралізаванае або размеркаванае кіраванне паўплывае на тое, які варыянт вы выбераце: Ethernet, Fieldbus або паслядоўны.
3.5 Маштабаванасць у будучыні
Такія пратаколы, як PROFINET і Ethernet/IP, забяспечваюць больш лёгкае пашырэнне ў параўнанні з паслядоўнымі сеткамі.
4. Прыклады з рэальнага свету
Прыклад 1: Прыборы для нафтаперапрацоўчага завода
Нафтаперапрацоўчы завод выкарыстоўвае AC 800M з PROFIBUS-PA для прыбораў для небяспечных зон, што забяспечвае ўнутраную бяспеку, і Ethernet/IP для інтэграцыі з дыспетчарскай.
Прыклад 2: Аўтаматызацыя электрастанцыі
На электрастанцыі стандарт IEC 61850 падключае AC 800M да рэле абароны для хуткай сувязі з падстанцыяй, а Modbus TCP/IP падключаецца да рэгулятара турбіны.
Прыклад 3: Станцыя ачысткі вады
Муніцыпальная вадаачышчальная станцыя выкарыстоўвае FOUNDATION Fieldbus для падключэння разумных датчыкаў расходу і ціску, а таксама OPC праз Ethernet для перадачы дадзеных у сістэму SCADA.
5. Найлепшыя практыкі рэалізацыі камунікацыйных пратаколаў
1. Плануйце размяшчэнне сеткі — тапалогія ўплывае на прадукцыйнасць і надзейнасць.
2. Выкарыстоўвайце рэзерваванне там, дзе неабходна — крытычна важныя сістэмы атрымліваюць выгаду ад падвойных шляхоў сувязі.
3. Стандартызацыя пратаколаў — мінімізацыя колькасці пратаколаў для памяншэння складанасці.
4. Тэставанне ў прамежкавым асяроддзі — вызначэнне праблем канфігурацыі перад разгортваннем у рэжыме рэальнага часу.
5. Дакументуйце канфігурацыю – Вядзіце выразныя запісы для тэхнічнага абслугоўвання і ліквідацыі непаладак.
Conclusion
Камунікацыйны кантролер AC 800M прапануе ўражлівы набор камунікацыйных пратаколаў, што дазваляе яму лёгка інтэгравацца практычна ў любое асяроддзе прамысловай аўтаматызацыі.
