فیلد باس

فیلد باس یک اصطلاح عام برای توصیف شبکه های ارتباطی دیجیتال جدید در صنایع میباشد. که جایگزین سیگنالهای آنالوگ 4-20 میلی امپر میگردد. در این شبکه های دیجیتال انتقال اطلاعات دو جهته بوده و اطلاعات بصورت سریال منتقل میگردد. می توان تجهیزات مختلفی از قبیل کنترلرها، مبدلها ، اکچویترها ، سنسورها ونظیر آنها را به شبکه متصل نمود. نصب تجهیزات در این شبکه از هزینه پایینتری نسبت به روشهای دیگر برخوردار می باشدهر وسیله دارای فانکشنهای ساده ای جهت تشخیص عیب ، کنترل و نگهداری خود میباشد.

 با این تجهیزات مهندسین نه تنها قادر به ایجاد ارتباط با وسائل فیلد باس خود را دارند بلکه قادر به ایجاد ارتباط با سایر شبکه ها نیز میباشند. قابلیتهای بالای فیلدباس باعث شده که سیستمهای کنترل متمرکز جایگزین سیستمهای گسترده کنترل شده و با توجه به جایگزین شدن این تکنولوژی بجای سیستمهای 4-20 میلی امپر موجود ویژگی ارسال و دریافت اطلاعات بصورت دیجیتال باعث ارتقا کیفیت ارتباط شده است . استفاده از سیستم فیلدباس باعث کاهش هزینه ها و افزایش راندمان میگردد.

یک ویژگی مهم این شبکه ها استفاده از تنها یک زوج سیم تابیده جهت اتصال تجهیزات کنترلی به آن میباشد. درصورتیکه در سیستمهای آنالوگ هر دیوایس باید باسیمهای مجزا به مرکز کنترل مرتبط گردد. هر فیلد دیوایس می تواند عملیات کنترل خود و نیز تشخیص عیب و نگهداری خود را بعهده بگیرد پس می توان نتیجه گیری کرد که در صورت نیاز به تعمیر و یا نیاز به کالیبره شدن ، دیوایس می تواند گزارش لازم را ارسال نماید که این باعث افزایش راندمان وکاهش حجم نگهداری سیستم میشود.


 مزایای استفاده از فیلد باس
مزایای فیلدباس درتمام دوره زندگی کارخانه شما مشهود میباشد. در هنگام طراحی و نصب، در هنگام عملیات و تعمیر و نگهداری . همچنین قابلیت تعویض پذیری ( Interoperability ) نیز به آنها اضافه میشود.

3-1- طراحی و نصب
در سیستم فیلدباس دستگاههای زیادی میتوانند فقط با یک زوج سیم تابیده به یکدیگر متصل شوند. بدین معنی که به کابل و سیم کمتر ، به Safty barrier کمتر و نیز به Marshaling box کمتر نیاز بوده و در نتیجه هزینه نصب کاهش می یابد . همچنین اتصال چندین دیوایس به یک باس منفرد باعث کاهش ورودی/خروجی تجهیزات کنترلی که در برگیرنده کابینت و منبع تغذیه و Card files است میشود.
هزینه های مهندسی و نیز راه اندازی بعلت سادگی برنامه ریزی و نیز Link شدن راحت جهت ساخت سیستم یکپارچه کنترلی در سطح Device level ، کاهش می یابند


3-2- عملیات
با اجرای تکنولوژی فیلدباس مزایای عملیاتی چشمگیری حاصل خواهد شد. فیلد باس اجازه میدهد که متغیرهای متنوع از هر دیوایس به سیستم اتوماسیون پروسس جهت ذخیره سازی ، آنالیز ، پروسس و تهیه گزارش ارسال شوند. این بدین معنی است که سیکل عملیاتی بهتر، ناپایداری کمتر و کنترل بهتر خواهد شد. و همجنین با هزینه کمتر جهت کنترل در سیستم فیلد باس شما توانایی مالی اجرای لوپهای کنترلی که در سیستم متعارف 4-20 mA قابل تامین نبودند را خواهید داشت. یعنی افزایش کنترل روی تمام پروسس مقدور میباشد در صورتیکه فقط قبلا قادر به تامین هزینه اجرای کنترل روی قسمتهای بحرانی بودید.


3-3- تعمیر و نگهداری
استفاده از فیلد باس میتواند انقلابی در عملیات تعمیر و نگهداری شما ایجاد کند. این مفهوم که هر دیوایس قادر به تست خود و نیز ارتباط (توسط سیستم میکروپروسسوری خود ) با فیلد باس را دارا میباشد باعث میشود که ضریب اطمینان کارخانه و نیز زمان تعطیلی بعلت خرابی دستگاهها شدیدا کاهش یابد. شما دیگر نیازی به ارسال تعمیرکار جهت چک کردن دیوایسهایی که احتمال خرابی آنها را میدهید، نمی باشید زیرا درسیستم فیلد باس هنگام خرابی ، هر دستگاه گزارش خطا را ارسال می نماید.


3-4- قابلیت تعویض پذیری
قابلیت تعویض پذیری به معنی توانایی کار کردن با دیوایسهای مختلف ، بدون وابستگی به نام سازنده و نیز بدون کاهش تعداد مینیمم فانکشنها در یک سیستم میباشد. این بدین معنی است که قابلیت انعطاف بیشتر در انتخاب سازنده را هنگامی که تمام دیوایسها میتوانند بدون مارک مشخص درکنار هم کار کنند به شما میدهد .


4-استانداردهای فیلد باس
امروزه استانداردهای متعددی برای فیلدباس وجود دارد که هرکدام از این استانداردها توسط سازنده های متفاوت در زمانهای مختلف و نیز برای مقاصد گوناگون طراحی و بوجود آمده اند . انتخاب فیلدباس مناسب بستگی به کاربرد آن در صنعت خاص خواهد داشت.

 

4-1- Profibus DP
پروتکل Profibus DP مشخص کننده روش انتقال اطلاعات بین ایستگاههای باس میباشد . اطلاعات کاربر در پروتکل ارزیابی نشده بلکه آنها در پروفایل Profibus DP مشخص میشوند. سازنده های پیشرو در ساخت درایو بصورت مشارکتی یک پروفایل بنام پروفی درایو PROFIDRIVE را تعریف نموده اند که در آن نحوه پارامتریزه شدن درایوها و نیز نحوه انتقال تنظیمات درایوها و مقادیر اندازه گیری شده مشخص شده اند.


4-2-LonWork
تکنولوژی فوق توسط شرکت Echolon توسعه یافته و در اکثر کاربردهای صنعتی ، اتوماسیون ساختمانها ، کنترل الکترونیکی و صنایع پزشکی استفاده میشود. هدف این فیلد باس مهیا کردن شبکه غیر وابسته به سازندگان معمول دیوایسهای هوشمند میباشد. در این شبکه نیاز به طراحیMaster/Slave یا Central نبوده و گره ها در شبکه با یکدیگر از طریق پروتکل LonTalk میتوانند ارتباط برقرار نمایند. درایوهای شرکت وکن نیز قابلیت پشتیبانی کردن این شبکه را توسط کارت Option دارا میباشند. با این پروتکل میتوان به تمامی پارامترهای درایو دسترسی داشته ونیز میتوان آنها را بصورت مستقیم کنترل نمود. توسط یک زوج سیم معمولی میتوان در این شبکه با سرعت 78 Kbit/s اطلاعات را انتقال داد.


4-3- Interbus-S
Interbus-S یک شبکه برای ارتباطات سرعت بالا جهت سنسور / اکچویتورها میباشد. توسط این شبکه هم دیوایسهای I/O و هم اکچویتورهای هوشمند مانند درایوها می توانند کنترل شوند. با توپولوژی Interbus-S میتوان زمان پاسخ را زیر 10 ms رساند. در این شبکه از سیستم رینگ استفاده شده که در آن یک سیستم Host وجود دارد. سیستم Host می تواند یک PLC یا یک PC صنعتی و یا یک سیستم اتوماسیون باشد. کابل ارتباطی ریموت از سیستم Host شروع میشود. در این سیستم برای مسافتهای طولانی باید ازکابل باس ریموت استفاده کرد . دیوایسهایی که به این شبکه متصل میشوند باید قابلیت Repeat کردن را داشته باشند.در صورتیکه فاقد فانکشن Repeat باشند بایدفقط در باس Local استفاده شوند. درایوهای وکن قابلیت اتصال به این شبکه را بصورت دیوایس با باس Remote را دارد. Interbus-S ایده آل جهت شبکه های متوسط برای استفاده از درایوهای داینامیک میباشد. اینترفیس اطلاعات I/O (از قبیل استارت / استاپ، تنظیم سرعت ، غیره ) و نیز اینترفیس پارامتر (از قبیل مینیمم سرعت ، زمان شتابگیری ، غیره ) توسط یک کابل باس مهیا میشود. Interbus-S اطلاعات I/O را در یک کانال پردازشگر اطلاعات با داینامیک مورد نظر انتقال میدهد. کارتهای option شرکت وکن پروفایل 21 برای فرکانس کانورتورها که توسط گروه DRIVECOM آماده شده را پشتیبانی کرده و تمامی استانداردها و فانکشنهای استاندارد این شبکه را تضمین می کند.


4-5- Modbus
پروتکل Modbus یک سیستم ارتباطی صنعتی و کنترلی توزیع شده برای PLC ، کامپیوترها ، ترمینالها و سایر سیستمهای مونیتورینگ و ابزارهای کنترلی مباشد . Modbus یک پروتکل ارتباطی به شکل Master/Slave می باشد . Master تمام فعالیت سیستم سریال را با انتخاب ترتیبی یک یا چند Slave کنترل میکند. پروتکل برای کنترل یک دیوایس Master و حداکثر 247 دیوایس Slave در یک خط مشترک ساخته شده است . برای هر دیوایس یک آدرس در نظر گرفته شده تا بتوان آن را از سایر دیوایسهای متصل به خط تشخیص داد . پروتکل Modbus از تکنیک Master/Slave استفاده کرده که در آن تنها یک دیوایس Master میتواند یک فرایند را آغاز کند . سایر دیوایسها ( Slave ) با آماده کردن اطلاعات خواسته شده به Master پاسخ داده ویا توسط اجرای فانکشن خواسته شده ماموریت خود را انجام میدهند . Master میتواند Slave های مجزایی را آدرس دهی کند و یا اینکه یک پیغام مشترک برای تمامی Slave ها ارسال نماید. Slave ها یک پیام پاسخ به درخواست اختصاصی خود داده ولی به درخواست مشترک پاسخی نمیدهند. درایوهای وکن توسط یک کارت option به شبکه Modbus متصل میشوند . رابط فیزیکی همان استاندارد RS485 میباشد (ایزولاسیون نوری ) . کارت option میتواند با یک شبکه استاندارد Modbus با استفاده از مد RTU ارتباط برقرار کند. این کدهای فانکشن 1..6 و پیغامهای مشترک را پشتیبانی میکند. پارامترهای خط سریال (Baud Rate ، Parity type ، آدرس Slave ، وغیره ) توسط پانل کنترل میتواند تغییر کند.


4-6- Device Net
Device Net یک سیستم شبکه ای باز بر اساس پروتکل CAN میباشد که برای کنترل صنعتی دیوایسها طراحی شده است که با هزینه پایین با یکدیگر ارتباط برقرار نمایند . Device Net یک مدل شی انتزاعی می باشد که سرویس ارتباطی قابل دسترسی و مناسب را ارائه مینماید و رفتار یک گره را توصیف میکند. اکثر دیوایسهای کنترل صنعتی سطح پایین امروزی باید با هزینه پایین قابلیت اتصال مستقیم به شبکه را داشته باشند . Device Net با توجه به تعریف یک سیستم Master/Slave جوابگوی این نیاز میباشد. درایوهای وکن توسط کارت option میتواند به این شبکه وصل شود. درایو توسط سیستم

فیلد باس قابل پیاده سازی شدن بر روی تاسیسات جدید و همچنین بر روی تاسیسات موجود است که در آنها باعث افزایش کیفیت و کمیت محصولات می گردد. با پیاده سازی یک سیستم فیلد باس امروزه ، ارگانها قادر خواهند بود جایگاه خود را در رقابت امروزه و چه در آینده بهبود ببخشند . درایوها امروزه نقش غیر قابل انکاری در خطوط تولید اتوماتیک دارند. درایوها به این نوع خطوط انعطاف میدهند . همینطور آنها قادرند در صرفه جوئی انرژی نقش مؤثری بازی کنند. درایوهای پیشرفته از جمله درایوهای وکن فیلدباسهای متداول دنیا را پشتیبانی میکنند

/ 1 نظر / 125 بازدید