Промислова мережа

Промислова мережа (англ. fieldbus)  — це цифрова, двонаправлена, багатоточкова послідовна телекомунікаційна мережа, що зв'язує територіально розподілені датчики, виконавчі механізми, промислові контролери і використовується в промисловій автоматизації для побудови єдиного інформаційного і керуючого середовища, котре об’єднує інтелектуальні технологічні пристрої і контролери цехового рівня.

Описується стандартом IEC 61158. Термін польова шина є дослівним перекладом англійського терміна англ. fieldbus. Термін промислова мережа є точнішим перекладом і саме він використовується в професійній технічній літературі.

Історія

Хоча технологія промислових мереж з'явилась в кінці 80-х років минулого століття, розвиток міжнародного стандарту зайняв ще багато років. У 1999, Комітет стандартів SC65C/WG6 Міжнародної Електротехнічної Комісії (IEC) провів засідання, щоб вирішити розбіжності у стандарті fieldbus. Результат цієї зустрічі був початковою формою стандарту IEC 61158 з вісьмома різними протоколами, що фігурували під назвою "Типи" як зазначено нижче

• Тип 1 Foundation Fieldbus H1
• Тип 2 ControlNet
• Тип 3 PROFIBUS
• Тип 4 P-Net
• Тип 5 FOUNDATION Fieldbus HSE (High Speed Ethernet)
• Тип 6 SwiftNet (протокол, розвинений для фірми Boeing)
• Тип 7 WorldFIP
• Тип 8 Interbus

Ця перша спроба стандартизації проведена в ЄЕС, зосереджувалася менше на спільності і ставила основною метою усунення обмежень для свободи торгівлі між країнами. Проблеми забезпечення сумісності кожного з типів залишились. Як тільки цей "8-головий монстр" був схвалений, IEC роботу над розвитком стандартів припинено і комітет був розпущений. Новий комітет IEC SC65C/MT-9 був сформований, щоб вирішити конфлікти у формі і змісті в межах більше ніж 4000 сторінок стандарту IEC 61158. Робота над типами вище вказаних протоколів завершилась.

Найпоширеніші стандарти

Існує широкий спектр шин, що базуються на стандартах. До найпоширеніших відносяться:

• AS-Interface завадозахищена мережа для дискретних давачів малої продуктивності;
• CAN промислова мережа для автоматизації транспорту і машинобудування;
• HART мережа для роботи з інтелектуальними давачами та приладами;
• Промисловий Ethernet, що може будуватись на протоколах шин:

Interbus

LonWorks

Modbus

Profibus

BITBUS

CompuBus

SafetyBUS p

Основні характеристики

Різні стандарти промислових шин пропонують різні набори функцій і мають різну продуктивність. Важко зробити загальне порівняння по продуктивності польових шин через принципову відмінність у методології передачі даних. У порівняльній таблиці нижче це просто відзначено, що шина має тривалість циклу оновлення даних мілісекундну або меншу від мілісекунди.

Польова шина	Забезпечення живлення	Надлишковість кабелів	Макс. кількість пристроїв	Синхронізація	Трив. циклу менше 1 мс
AS-Interface	Так	Ні	62	Ні	Ні
CANOpen	Ні	Ні	127	Так	Ні
ControlNet	Ні	Так	99	Ні	Ні
CC-Link	Ні	Ні	64	Ні	Ні
DeviceNet	Так	Ні	64	Ні	Ні
EtherCAT	Ні	Так	65536	Так	Так
Ethernet Powerlink	Ні	Опційно	240	Так	Так
EtherNet/IP	Ні	Опційно	Без обмежень	У розробці	Ні
Interbus	Ні	Ні	511	Ні	Ні
LonWorks	Ні	Ні	32000	Ні	Ні
Modbus	Ні	Ні	246	Ні	Ні
Profibus DP	Ні	Так	126	Так	Так
Profibus PA	Так	Ні	126	Ні	Ні
PROFINET IO	Ні	Опційно	Без обмежень	Ні	Ні
PROFINET IRT	Ні	Опційно	Без обмежень	Так	Так
SERCOS III	Ні	Так	511	Так	Так
SERCOS interface	Ні	Ні	254	Так	Так
Польова шина	Забезпечення живлення	Надлишковість кабелів	Max кількість пристроїв	Синхронізація	Трив.циклу менше 1 мс

Застосування

Пристрої використовують мережу для:

• передачі даних, між датчиками, контролерами і виконавчими механізмами;
• діагностики і віддаленого конфігурування датчиків і виконавчих механізмів;
• калібрування датчиків;
• живлення датчиків і виконавчих механізмів;
• передачі даних між датчиками і виконавчими механізмами оминаючи центральний контролер;
• зв'язку між датчиками, виконавчими механізмами, програмованими логічними контролерами і АСУ ТП верхнього рівня;
• зв'язку між контролерами і системами людино-машинного інтерфейсу (SCADA).

У промислових мережах для передачі даних застосовують:

• електричні кабелі типу вита пара;
• волоконно-оптичні лінії;
• безпровідний зв'язок (радіомодеми і Wi-Fi).

Промислові мережі можуть взаємодіяти із звичайними комп'ютерними мережами, зокрема використовувати глобальну мережу Internet та її протоколи передачі даних.

Джерела

• Пупена О. М., Ельперін І. В., Луцька Н. М., Ладанюк А. П. Промислові мережі та інтеграційні технології в автоматизованих системах. Навчальний посібник. – К.: Ліра-К, 2011. – 500с. ISBN 978-966-2174-13-7
• Андрюшенко О. А., Водичев В. А. Электронные программируемые реле серий EASY и MFD-Titan — 2-е изд., испр. — Одесса: Одесский национальный политехнический университет, 2006. — 223 с.
• Денисенко В. В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием - М.: "Горячая линия-Телеком", 2009 г. - 608 с. ISBN 978-5-9912-0060-8.