При создании систем автоматизации, как централизованных, а особенно децентрализованных (распределённых), используются сети для обмена данными. Они же часто применяются для подключения периферийных устройств.
К таким сетям, кроме возможности обмена данными, предъявляются и дополнительные требования, многие из которых соответствуют требованиям для ПЛК: режим реального времени, надёжность в условиях промышленной среды, ремонтопригодность, простота программирования и т.п.
Такой класс сетей получил название промышленных сетей (fieldbus).
Имеется довольно много фирменных реализаций таких сетей, а также стандартов таких сетей. Это позволяет приборам разных производителей объединяться в сеть и работать в общей конфигурации.
Кроме того, например, Modbus - это логический протокол (не физический интерфейс). Это значит, что его можно использовать с разными физическими протоколами, такими как RS-232, RS-485, RS-422 и другими последовательными интерфейсами.
Вот некоторые примеры промышленных сетей:
- Bitbus. появился в 1983 году, создан фирмой INTEL. Изначально использовался с микроконтроллерами. Как промышленная сеть существует с 1991 года. Физический интерфейс обычно RS-485. Работает в режиме “главный-подчинённый” (Master-Slave). То есть в сети имеется одно ведущее устройство, которое опрашивает все подчинённые.
- Modbus. Открытый протокол, который также работает в режиме Master-Slave. История начинается с 1979 года. Разработан фирмой Modicon, которая сейчас входит в состав Schneider Electric. Общий принцип такой: передаётся номер функции и кадр данных. В зависимости от функции выполняется запись или чтение по определённым правилам.
- Profibus. Открытая промышленная сеть, прототип которой был разработан компанией Siemens AG для своих промышленных контроллеров Simatic. Широко распространена в Европе. Сеть отвечает требованиям международных стандартов IEC 61158 и EN 50170. Это довольно сложная система, о которой вкратце не расскажешь.
- CAN. Наверняка вы не раз слышали такое словосочетание как “CAN-шина”. Непосредственно стандарт CAN компании Bosch определяет обмен данными без привязки к физическому уровню, который может быть каким угодно, например, радиоканалом или оптоволокном. Но на практике под CAN-сетью обычно подразумевается сеть топологии “шина” с физическим уровнем в виде дифференциальной пары, определённым в стандарте ISO 11898. Передача ведётся кадрами, которые принимаются всеми узлами сети.
- CANOpen. Также открытый сетевой протокол для сети CAN. Часто используется в бортовых системах управления транспорта (почти во всех автомобилях, тракторах, комбайнах и т.п. имеется CAN-шина). Но и в автоматизации производства тоже применяется.
- DeviceNet. Протокол для промышленной сети CAN. Открытый стандарт. Разработан в 1994 году. Сеть имеет широкую топологию и допускает “горячее” отключение/подключение устройств.
Ни одну из этих сетей нельзя назвать лучшей или худшей. Есть только более распространённые или менее распространённые. Скажу только, что почти во всех ПЛК и других приборах автоматики, в том числе и в приборах учёта, сигнализации и т.п., имеется возможность обмена данными по Modbus. Лично я наиболее часто использую именно этот протокол. Хотя и у него есть ещё несколько подвидов: Modbus RTU, Modbus ASCII, Modbus TCP/IP.
Ещё одно преимущество протоколов, которые работают через последовательные интерфейсы, заключается в том, что устройства, использующие эти протоколы, очень легко подключить к компьютеру.
Длина сети для этих протоколов может быть несколько километров, и ограничена возможностями физического интерфейса.
На этом всё. Подписывайтесь на канал, чтобы ничего не пропустить…