Можно ли заменить преобразователи частоты Siemens? Полных аналогов нет, но предприятия промышленности могут решить задачи и после ухода компании с российского рынка. В статье мы рассмотрим варианты использования других преобразователей частоты в существующих сетях Profibus и Profinet (протоколах, принадлежащих Siemens).
Для чего нужны протоколы
Промышленное оборудование должно быть связано между собой. Обычно связь происходит между тем, кто управляет (контроллер), и тем, кем управляют и от кого получают обратную связь (приводы, датчики, модули ввода-вывода и пр.).
Первые промышленные стандарты передачи сигналов были односторонними и функционировали на уровне значений тока или напряжения (например, аналоговый сигнал 4..20мА, 0..10В, дискретный сигнал). Так происходила базовая передача значений с датчиков и выдача управляющего сигнала на исполнительные механизмы. Со временем этого оказалось мало, так как устройств становилось больше, они должны были централизованно управляться и мониториться.
Нужно было обращаться к каждому из них, получать и передавать большое количество данных, а это возможно только с цифровыми массивами значений вместо элементарных сигналов тока и напряжения. Стал вопрос о том, как этими значениями обмениваться. Так были разработаны первые «полевые протоколы».
Слово «полевые» означает, что устройство находится «в поле», т.е на каком-то удаленном объекте, причем удаленность может исчисляться как несколькими метрами, так и доходить до 3 километров (как правило < 1200 м).
Первые протоколы
Modbus – один из первых полевых протоколов, разработанный в 1979 году компанией Modicon (сейчас – Schneider Electric). Он передает информацию по 2-м проводам, к которым подключены несколько устройств. Есть управляющие (Master) и управляемые (Slave) устройства.
Чтобы не было путаницы, к какому устройству обращен сигнал, каждое из них имеет уникальный адрес в сети (номер). Сообщение, которое курсирует по проводам (телеграмма, команда), содержит номер устройства, которому она предназначена. Получается, что команду «слышат» все устройства, а воспринимают только те, чей номер в ней зашифрован.
Такая система имеет ограничения по скорости и протяженности линий. Все устройства должны быть соединены одним главным проводом, при повреждении которого прерывается работа всей сети. Это так называемая «шлейфовая» или «кольцевая» топология сети.
Дальнейшее развитие сетевых технологий передачи данных привело к появлению альтернативной топологии типа «звезда», при которой каждое устройство соединено отдельным кабелем с коммутатором. Сначала топологию «звезда» (стандарт Ethernet) взяли на вооружение компьютерные сети, где она вытеснила кольцевую топологию, а затем и промышленные полевые сети.
Если сравнить 2 топологии сети: «шлейф» и «звезда», то второй вариант по надежности и скорости передачи данных показал себя на практике гораздо лучше.
Уход компании Siemens
Компания Siemens, используя свое доминирующее положение на рынке, для защиты собственных внедрений разработала для своих устройств собственные протоколы (стандарты), по которым устройства друг с другом общаются.
Сначала это был протокол Profibus (сейчас считается самой компанией Siemens устаревшим и медленным), который похож по топологии на Modbus (топология «шлейф»), затем появился протокол Profinet, который использует топологию «звезда» и технологию Ethernet для передачи данных. Именно он сейчас по умолчанию встраивается в продукцию Siemens.
Profinet по скорости передачи данных быстрее Profibus в 10-ки раз.
«Закрытый» протокол означает, что для встраивания его в устройства других производителей нужно или заплатить собственнику протокола отчисления, или купить специальные микрочипы у владельца протокола, обеспечивающие передачу данных по сети, что и делает Siemens.
Теперь Siemens ушел с российского рынка, а на многих предприятиях остались контроллеры и преобразователи частоты, связанные протоколами Profibus и Profinet. Если выходит из строя преобразователь частоты (как более уязвимый узел), а купить новый от Siemens нельзя, то все устройство или вся производственная линия перестает работать.
Пути решения проблемы
1. Поменять систему полностью
Выбросить все контроллеры Siemens и поставить другие с открытыми протоколами (например, Modbus, EtherCAT, CANopen). Такие протоколы не принадлежат какой-то одной компании, обычно их разрабатывает группа компаний, за их использование не надо никому платить. Но нужно учитывать колоссальную цену такого перехода, связанную с полной заменой контроллеров и приводов, и временные затраты на написание и отладку программ контроллеров и отладку взаимодействия с приводами.
2. Использовать преобразователи интерфейсов в Profibus/Profinet
Существуют устройства-преобразователи интерфейсов, например, Modbus в Profibus, прочих открытых протоколов в протоколы Siemens. Это отдельные устройства со своим программным обеспечением, не являющиеся Plug-and-Play (т.е. включил и работай) устройствами, они дорогостоящие и требуют отдельной трудоемкой настройки без гарантии полной совместимости.
3. Встроить поддержку протоколов Profibus/Profinet в свои устройства
Для ряда частотных преобразователей их производителями, в том числе INNOVERT, были разработаны платы расширения, обеспечивающие поддержку этих протоколов и позволяющие подключиться к контроллерам Siemens и установить связь между частотником и контроллером.
Пока платы расширения Profibus/Profinet поддерживают только преобразователи частоты INNOVERT ITD векторной серии.
Но и у этого пути есть свои сложности. Чтобы все заработало, нужно знать, какие параметры изначально передавались приводу, какие возвращались в контроллер, чтобы такие же по назначению параметры передавать/возвращать. Многие программы в контроллерах Siemens закрыты паролем разработчиками (в т.ч. западными), и открыть их для изменения нельзя.
Только для тех программ, доступ к которым возможен, а также при наличии квалифицированного программиста и наличия у самого привода (частотника) требуемых функций, возможна адаптация частотного преобразователя для работы в сети Profibus/Profinet при замене преобразователей частоты Siemens.
Получить консультацию по нашим ПЧ с платами Profibus/Profinet вы можете у авторизованных сервисных партнеров INNOVERT:
Воронеж
ООО "Интеллектуальные комплексы Автоматики"
г. Воронеж, Московский пр-т 97, офис 361
(473) 233-00-49
cfo-profi@prst.ru
intelka.ru
Набережные Челны
ООО «Электростиль Набережные Челны»
Республика Татарстан, г. Набережные Челны, ул. Старосармановская, д. 29, офис 409.
(8552) 49-12-32
volga-profi@prst.ru
nch.estl.ru
Барнаул
ООО «Аргум»
г. Барнаул, Пр-т Калинина, д. 30, корп.1, офис K2.
(3852) 53-62-92
sib-profi@prst.ru
argum.pro
🔻🔻🔻🔻🔻
Как стать авторизованным сервисным партнером — экспертом в работе с внешними ПЛК и АСУ ТП? Обращайтесь на info@prst.ru.
