Fieldbus

Полевая шина (англ. field bus) - это система шин, которая соединяет датчики и исполнительные механизмы с управляющим компьютером (ПЛК) для обмена информацией. Многие производители разработали свои собственные механизмы связи для своей полевой шины, чтобы все датчики и исполнительные механизмы могли обмениваться информацией без помех. Большинство полевых шин основаны на так называемом методе ведущий-ведомый.

• Снижение затрат на установку: меньше кабелей, простые компактные шкафы управления;
• Быстрый поиск неисправности в случае поломки;
• Один кабель для цифровых/бинарных и аналоговых сигналов;
• Защита от помех с помощью аналоговых значений;
• Самодиагностика системы автоматизации - например, в случае ошибок датчиков / исполнительных механизмов;
• Более простое расширение  сети, простое добавление датчиков / исполнительных механизмов.

LAPP предлагает целый ряд различных компонентов шины  в соответствии с техническими требованиями, которые предъявляются к сети в вашей сфере применения, и  используемыми bus системами.

Ниже мы кратко рассмотрим основные стандарты протокола и рассмотрим простое S / A-кабельное соединение (которое соединяет датчики и исполнительные устройства друг с другом), а также более сложные полевые шины (которые устанавливают сеть между децентрализованными периферийными устройствами и контроллерами).

Если вам необходимо подключить обычные датчики и исполнительные механизмы к  сети более высокого уровня, LAPP может предложить вам медные S/A-кабели, а также ряд различных компонентов шины. Все продукты из линейки  UNITRONIC®, которые идеально подходят для этой задачи, поставляются с надписью «SENSOR», что облегчает их идентификацию.

• Медные кабели и компоненты для S/A систем

AS-i (Actuator Sensor Interface  - интерфейс датчик-привод) является единственной в мире стандартизированной системой полевой шины для нижнего уровня автоматизируемого процесса. Используя только один порт и только один кабель с двумя жилами, эта простая коммуникационная сеть может объединять в сеть до 31 датчика и исполнительных механизмов / модулей AS-i с уровнем управления / контроллером. В этом контексте кабель AS-i отвечает не только за обмен данными, но и за подачу питания на подчиненные устройства. Циклическая скорость передачи ≤ 5 мс в сети может быть достигнута при длине кабеля 100 м. В результате этот открытый отраслевой стандарт (который не привязан к конкретному производителю) обеспечивает быстрый и эффективный монтаж кабелей в промышленной автоматизации, что в конечном итоге снижает затраты.

Международная Ассоциация AS e.V. способствует расширению и стандартизации протокола AS-i. LAPP является членом этой ассоциации и играет активную роль в дальнейшей разработке стандарта данного протокола.

Совместимые с AS-i кабели из линейки UNITRONIC® имеют надпись «ASI», которая сразу указывает на то, что они подходят для приложений AS-i.

• Медные кабели для стандарта AS-i

PROFIBUS® (Process Field Bus) является стандартом коммуникационной технологии fieldbus и в настоящее время является одной из ведущих в мире полевых шин. Он позволяет циклически обмениваться данными между устройствами на физическом уровне (децентрализованные периферийные устройства, ведомые устройства) и контроллерами более высокого уровня (центры управления). В настоящее время он стал ключевым коммуникационным протоколом, используемым в производственных технологиях, а также в технологических процессах и инженерии. В системе Ведущий-Ведомый (Master-Slave) может использоваться как витая пара, так и оптоволоконные кабели.

Если требуются более высокие скорости передачи, можно использовать усовершенствованный стандарт PROFINET® со всем возможностями сети Ethernet.

LAPP является членом организации пользователей  PROFIBUS Nutzerorganisation e.V. (PNO) и играет активную роль в дальнейшем развитии PROFIBUS®.

В основном используются следующие два варианта PROFIBUS®.

Связь по полевой шине в промышленной сети  PROFIBUS® DP может осуществляться с использованием системы с одним или несколькими ведущими устройствами. Ведущие устройства запрашивают входную информацию от ведомых устройств через циклические интервалы и возвращают выходную информацию. Доступны различные версии системы PROFIBUS® DP:

• DP-V0  для циклической коммуникации;
• DP-V1  расширенная версия для ациклических коммуникаций;
• DP-V2 расширенная версия для изохронной функциональности в реальном времени, использования временных меток и связи между ведомыми устройствами.

Скорость передачи данных для PROFIBUS® DP при длине кабеля 100 м. составляет максимум 12,0 Мбит/с.; максимальное количество устройств – 126.

PROFIBUS® PA используется для автоматизации производственных процессов. Поскольку мощность  сети ограничена, PROFIBUS® PA идеально подходит для использования в потенциально взрывоопасных средах. Скорость передачи  данных  в 31,25 кбит /с позволяет использовать длинные кабельные трассы и обеспечивает высокую степень устойчивости к электромагнитным помехам.

Названия продуктов, соответствующих PROFIBUS®, из линейки  UNITRONIC® (для кабелей) и EPIC® Data (для коннекторов) включают обозначение «BUS DP» для PROFIBUS® DP и «BUS PA» для PROFIBUS® PA.

Медные кабели и компоненты в соответствии со стандартом PROFIBUS® DP

• Медные кабели, коннекторы и патчкорды PROFIBUS® DP

Медные кабели в соответствии со стандартом PROFIBUS® PA

• Медные кабели, коннекторы и патчкорды PROFIBUS® PA

Стандарт CANopen взял систему полевой шины CAN (Controller Area Network), которая была первоначально разработана для автомобильной промышленности, и расширил ее, включив в нее профиль связи. Это делает CANopen стандартом открытого протокола для использования не только в технологиях автоматизации, но и во многих других отраслях, таких как медицина, железные дороги и т. д., преимущественно в Европе.

В последовательной системе CAN  обмен данными происходит  в форме сообщений, как на циклической основе, так и на основе событий, а обмен осуществляется через первые два уровня модели OSI. Участники сети с равным статусом независимо передают свои сообщения на шину с безопасной скоростью передачи до 1 Мбит / с по длине кабеля 40 м. Обмен данными осуществляется в режиме реального времени.

В систему CANopen более высокого уровня интегрирован прикладной уровень для обеспечения коммуникационного профиля. С помощью стандартизированных интерфейсов этот профиль может индивидуально обращаться к устройствам и нижележащим уровням сети.

В результате профиль коммуникации  определяет, какие сообщения используются для обмена данными с каким устройством.

CANopen поддерживается CiA (CAN in Automation)

Совместимые с CANopen компоненты из линейки  UNITRONIC® имеют надпись «BUS CAN» (для линий и соединительных кабелей) и «CAN» (для разъемов), что сразу указывает на то, что они подходят для приложений CANopen.

• Медные кабели, коннекторы и пачткорды

В Азии CC-Link является ведущим стандартом открытой индустрии с ярко выраженными детерминированными характеристиками, который используется для обмена данными между контроллером и  производственным уровнем.  Существуют различные вариации этой промышленной сети . В стандартном варианте CC-Link - это система полевой шины, обеспечивающая скорость передачи данных до 10 Мбит / с по общей длине кабеля 100 м, а также связь в реальном времени с 64 устройствами в сети. Если скорость сети ниже, дальность передачи может быть увеличена до 1200 м. Это означает, что CC-Link также подходит для масштабных проектов. Простая структура этого стандарта достаточна для многих технологических задач автоматизации. Эта сетевая технология также все чаще используется в Европе, благодаря простой интеграции совместимых с CC-Link продуктов разных производителей.

Вы можете найти больше информации о Ethernet-варианте CC-Link в CC-Link IE.

CC-Link стандартизирован пользовательской организацией CLPA (CC-Link Partner Association).

LAPP является членом CLPA и играет активную роль в дальнейшем развитии CC-Link.

Совместимые с CC-Link кабели из линейки UNITRONIC® имеют надпись «CC», которая сразу показывает, что они подходят для приложений CC-Link.

• Медные кабели и компоненты по стандарту CC-Link