Системы автоматизации и управления технологическими процессами
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
>
Древовидная топология AS-интерфейса позволяет использовать любую точку сегмента кабеля как начало новой ветви. Суммарная длина всех подсекций может достигать до 100 м.
Таблица 3.2 - Отличительными чертами AS-интерфейса являются следующие основные характеристики
ТопологияШина, дерево, звезда, кольцоЧисло устройствДо 62Число подключаемых датчиков и исполнительных механизмовДо 4 датчиков и 3 исполнительных механизмов на одно ведомое устройство До 248 датчиков и 186 исполнительных механизмов на одно ведущее устройствоМаксимальная протяженность линииБез повторителей/расширителей до 100м С повторителями/расширителями до 300мЭлектропитаниеЧерез шину AS - интерфейса: 2,8А (ном) 8А (макс.) при 29.5 - 31.6 ВВремя цикла обновления данныхПри 31 ведомом устройстве - не превышает 5мс При 62 ведомых устройствах - не превышает 10 мс
3.4 HART- Протокол
Унифицированный сигнал 4 - 20 мА для передачи аналоговых сигналов известен несколько десятков лет и широко используется при создании САУ ТП в различных отраслях промышленности. Достоинством данного стандарта является простота его реализации, использование его во множестве приборов, возможность помехоустойчивой передачи аналогового сигнала на относительно большие расстояния. Однако при создании нового поколения интеллектуальных приборов и датчиков потребовалось наряду с аналоговой информацией передавать и цифровые данные, соответствующие их новым расширенным возможностям.
С этой целью американской компанией Rosemount был разработан протокол HART (Highway Addressable Remote Transducer). HART-протокол основан на методе передачи данных с помощью частотной модуляции стандарта BELL 202 FSK, при этом цифровой сигнал накладывается на аналоговый токовый сигнал. Частотно-модулированный сигнал является двухполярным и при использовании соответствующей фильтрации не искажает основной аналоговый сигнал 4 - 20 мА.
Стандарт BELL 202 FSK - кодировка сигнала методом частотного сдвига для обмена данными на скорости 1200Бод. Сигнал накладывается на аналоговый измерительный сигнал 4 - 20мА. Поскольку среднее значение FSK сигнала равно 0, то он не влияет на аналоговый сигнал 4 - 20мА.
Схема взаимоотношения между узлами сети основана на принципе Master\Slave. В HART - сети может присутствовать до 2-х Master-узлов (обычно один). Второй Master, как правило, освобожден от поддержания циклов передачи и используется для организации связи, с какой либо системой контроля \ отображения данных. Стандартная топология - звезда, но возможна и шинная топология. Для передачи данных по сети используются два режима:
асинхронный: по схеме Master - запрос/ Slave - ответ (один цикл укладывается в 500мс);
синхронный: пассивные узлы непрерывно передают свои данные мастер - узлу (время обновления данных в мастер - узле 250-300мс).
Рисунок 3.5 - Кодировка сигнала методом частотного сдвига
Основные параметры HART - протокола:
длина полевой шины - 1,5км;
скорость передачи данных - 1,2 Кб/с;
число приборов на одной шине - до 16.- протокол позволяет:
проводить удаленную настройку датчиков на требуемый диапазон измерений через удаленную полевую шину;
не подводить к датчикам отдельные линии электропитания и не иметь в них блоков питания (электропитание реализуется от блоков питания контроллеров через полевую шину);
увеличить информационный поток между контроллером и приборами, при наличии самодиагностики в приборах передавать сообщения о неисправностях по полевой шине, а далее - оператору.
Протокол PROFIBUS
Задачи в области промышленной связи часто требуют разных решений. В одном случае необходим обмен сложными, длинными сообщениями со средней скоростью. В другом - требуется быстрый обмен короткими сообщениями с использованием упрощенного протокола обмена, например, с датчиками или исполнительными механизмами. В третьем случае необходима работа во взрыво- и пожароопасных условиях производства. PROFIBUS имеет эффективное решение для любого из этих случаев.- семейство промышленных сетей, обеспечивающее комплексное решение коммуникационных проблем предприятия. Под этим общим названием понимается совокупность трех различных, но совместимых протоколов: PROFIBUS-FMS, PROFIBUS-DP и PROFIBUS-PA.
Рисунок 3.6 - Характеристики протокола PROFIBUS
Протокол PROFIBUS-FMS появился первым и был предназначен для работы на так называемом цеховом уровне. Основное его назначение - передача больших объемов данных. Протокол PROFIBUS-DP применяется для высокоскоростного обмена данными между программируемым логическим контроллером и распределенными устройствами связи с объектом. Физическая среда передачи - экранированная витая пара стандарта RS-485.
Скорость обмена прямо зависит от длины сети и варьируется от 100 кбит/с на расстоянии 1200 м до 12 Мбит/с на дистанции до 100 м. Взаимодействие узлов в сети определяется моделью Master-Slave (ведущий-ведомый). Master последовательно опрашивает подключенные узлы и выдает управляющие команды в соответствии с заложенной в него технологической программой. Протокол обмена данными гарантирует определенное время цикла опроса в зависимости от скорости обмена и числа узлов сети, что позволяет применять PROFIBUS в системах реального времени.PA - это сетевой интерфейс, физическая среда передачи данных которого соответствует стандарту IEC 61158-2, может применяться для построения сети, соединяющей исполнительные устройства, датчики и контроллеры, расположенные непосредственно во взрывоопасной зоне.
Протокол PROFINET- это инновационный открытый