Väljajuhtimisvõrgu tehnoloogiana käsitletakse väljasiini kui avaliku andmevõrgu laiendust liikumisjuhtimise valdkonnas. Selle tõus annab uue võimaluse automaatjuhtimistehnoloogia enda arendamiseks. Fieldbus saab kasutada digitaalsete signaalide edastamiseks mitmesuguseid meediume (mitmesugust juhtmega ja traadita režiimi). Kahe juhtmega saab ühendada kümnete automaatjuhtimisseadmetega, säästa palju kaableid, pilu raami, ühendusosi. Vähendage süsteemi projekteerimise, paigaldamise ja hoolduse töökoormust. Fieldbus moodustab tervikliku juhtimissüsteemi, mis on tõesti põllul hajutatud, parandab juhtimissüsteemi töökindlust ja rikastab juhtimisseadmete infosisu. See loob tingimused juhtimisteabe sisenemiseks avalikku andmevõrku, edastab ühenduse välijuhtimisseadmete ja kõrgema juhtimissüsteemi haldusvõrgu vahel, hõlbustab juhtimisvõrgu ja andmevõrgu integreerimist, hõlbustab signaalide kaugedastust ja kaugautomaati kontroll.
1. Fieldbus on juhtimissüsteemi raamistik
Väljasiini juhtimissüsteem on väljasiinitehnoloogial põhinev uue põlvkonna detsentraliseeritud juhtimissüsteem, millel on ühtlane võrgustruktuur, avatus, koostalitlusvõime, tavapäraste juhtimisfunktsioonide täielik hajutamine ja ühtne juhtimisstrateegia konfiguratsioonimeetod.
2. Väljasiini liikumisjuhtimissüsteemi tüüpiline rakendus:
Arvuti pluss sõltumatu digitaalne liikumiskontroller ja täiturmehhanism=avatud liikumisjuhtimissüsteem
Puuteekraan pluss sõltumatu digitaalkontroller ja täiturmehhanism=avatud liikumisjuhtimissüsteem
Need kaks struktuuri on servojuhtimissüsteemi ja liikumisjuhtimistehnoloogia arengusuund. See saab täielikult ära kasutada arvuti ja puutetundliku ekraani ressursse, viia lõpule kasutajarakenduste arendamise kolmanda osapoole tarkvara abil ja saata loodud programmijuhised liikumiskontrollerile, mis tõlgib pidevalt värskendatud asukohakäsku (liikumiskõverat) ja saadab selle juhile side põhiliini kaudu ja mootorijuht edastab juhtelektri mootorile, et viia lõpule käsuga nõutav positsioneerimine. Mitmeteljelises süsteemis saab üks kontroller juhtida mitut mootorit või draiverit. Servomootor on peamine täitevkomponent, viige konkreetne toiming lõpule. Siin ühendab hajutatud sidevõimega mõõte- ja juhtimisseadmeid ning ajamite juhtseadmeid võrgusõlmedena, et moodustada juhtimisvõrk, mis suudab omavahel suhelda ja koos automaatjuhtimisülesandeid täita
Etherneti tööstusautomaatikasüsteem areneb võrgu ja intelligentse reaalajas juhtimise suunas, seega on side muutunud võtmetähtsusega ning kasutajate nõudlus ühtse sideprotokolli ja võrgu järele on üha pakilisem. Teisest küljest nõuab intraneti/interneti ja muude infotehnoloogiate kiire areng ettevõtetelt kõikehõlmavat sujuvat teabeintegratsiooni välikontrollikihist juhtimistasandini ja avatud infrastruktuuri pakkumist. Mis puudutab ebakindlust ja reaalajas jõudlust Ethernet on halb, on olnud intelligentse jaoturi kasutamine, aktiivne lülitusfunktsioon, prioriteetne kasutuselevõtt ja dupleksjuhtmestik ja nii edasi, põhimõtteliselt lahendatud. Andmeedastuskiirust suurendades, võrgu topoloogiat hoolikalt valides ja võrgu koormust piirates saab andmete kokkupõrke tõenäosust minimeerida.
Etherneti kontrolli alla surumise nimel töötavad ka mitmed rahvusvahelised organisatsioonid. See standard võimaldab võrgul näha "objekte".
Sisseehitatud võrgustatud liikumisjuhtimissüsteem (NCS) Liikumisjuhtimise (servo) eesmärk on juhtida ja hallata mehaaniliste liikuvate osade asukohta ja kiirust reaalajas, et need saaksid liikuda vastavalt eeldatavale trajektoorile ja määratud liikumisparameetritele. Avatud struktuuriga liikumisjuhtimissüsteem on omamoodi modulaarne, ümberkonfigureeritav, laiendatav riist- ja tarkvarasüsteem.
Ülaltoodud joonisel on kujutatud manustatud liikumiskontrolleri arhitektuur. Jooniselt on näha, et liikumiskontroller on jagatud kaheks põhiosaks: võrgukommunikatsiooni moodul ja liikumisjuhtimismoodul. Võrgusidemoodul loob otseühenduse Internetti ja hangib konsoolilt juhtkäsud vastavalt etteantud sideprotokollile ning annab seejärel käsud liikumisjuhtimismoodulile. Liikumisjuhtimismoodul on otse ühendatud mootori draiveriga. Pärast käsu analüüsimist ja otsustamist saadetakse mootorile vastav mootori juhtsignaal. Lisaks tagastatakse käsu täitmise tulemus ka võrgu sidemoodulisse, mis seejärel naaseb üle võrgu konsooli.
Sisseehitatud liikumiskontrolleri peamised omadused:
1. Liikumistelje laiendamine Tütarplaati kasutatakse kontrolleri liikumistelje laiendamiseks. Fiber Optic Networki abil saab võrku ühendada mitu kontrollerit, et juhtida rohkem telge. Astmevõlli (impulss pluss suund) ja servovõlli (analoogjuhised ja asendi tagasiside) saab kombineerida.
2. Digitaalse sisendi ja väljundi laiendamine
3. Analoogsisendi ja -väljundi laiendamine
4. Asukoha tagasiside liidese laiendus (A/B/Z, SSI, SIN/COS)
5. Väljasiini liidese laiendus: CAN, SERCOS, EtherNet, ProfiBus, DeviceNet, ModBUS, HostLink jne
"Sisseehitatud Etherneti ja sisseehitatud Interneti-serveritega väliseadmed on peagi reaalsus," ennustab Siemens Energy & Automationi võrgu tootejuht Horst Kohlbert, mis viitab sellele, et tööstuslik Ethernet on jõudmas välikontrolli tasemele.
Ethernet on parim lahendus võrgu juhtimiseks tulevikus ja sellest saab domineeriv väljasiin, kuid väljasiinitehnoloogia ei lahku olemasolevalt turult lihtsalt ning erinevad väljasiinid saavad üksteiselt õppida, et end veelgi paremaks muuta. Kõikvõimalikel väljasiinidel on teatav tehniline fookus ja rakendusvaldkonna komplementaarsus, teatud aspektist autoriteetsemad. Mitme väljasiini kooseksisteerimine ei soodusta kasutajate ja tootjate investeeringuid. Suur hulk siinistandardeid võrdub standardite puudumisega. Väljasiinitehnoloogia õitsev ja õitsev areng.
Võrgujuhtimissüsteem eeldab, et juhtimisväljas kasutatav väljasiin on suure võrgu jõudlusega digitaalne ühendusvõrk, millel on koostalitlusvõime ja avatus. Digitaalne ühendus on võrgu põhiomadus. Koostalitlusvõime eeldab ühtsete standardite ja protokollide vastuvõtmist. Avatus tähendab, et tehnoloogia on avatud ja laialdaselt kasutatav. Nüüd on selge, et koos eksisteerib mitu väljasiini standardit.
Erinevad ettevõtted kontrollivad oma huvides standardite väljatöötamist, nii et väljasiini ei kasutata laialdaselt. Praegu on Etherneti tehnoloogia kõige paremini kooskõlas võrgu juhtimissüsteemi väljasiinitehnoloogia omadustega, nii et paljud ettevõtted on Etherneti kasutusele võtnud tööstuslikku juhtimisvõrku.
Saksamaa Jetter AG automatiseerimissüsteem, Iisraeli ELMO MAESTRO, Briti ettevõtte TRIO uuenduslik idee, mis põhineb 100Mb/s Etherneti hajutatud intelligentsel juhtimissüsteemil, teatas, et "võrk on kontroller".
1. Kasutage Briti TRIO kontrolleri laiendust
2. Pikendage Iisraeli MAESTRO kontrolleriga
Selle omadused on järgmised:
(1) Struktuur sarnaneb Internetiga, andmete reaalajas edastamine ei vaja programmeerimist, ei pea arvestama võrgu hierarhiaga;
(2) Kasutajate jaoks on ainult üks andmekogum ja üks programm ning kõiki andmeid tuleb võrgus väljendada ainult üks kord. Nii programme kui andmeid saab taaskasutada ning võrk täidab tõelise serveri rolli;
(3) Anduri ja tehasehalduse vahetuks suhtluseks on ainult üks Etherneti siin;
(4) Seda saab ühendada Internetiga, et realiseerida kogu tehase globaalne võrgustik;
(5) Ethernet ei ole mitte ainult süsteemisiin, mis ühendab erinevaid intelligentseid mooduleid, vaid ka väljasiin, mis ühendab väliseadmeid. Siin pole sise- ja väliskommunikatsioonil vahet. Hub-tehnoloogia on integreeritud igasse kontrollerisse ja sisemine side eraldatakse väliskommunikatsioonist aadressiruumi eraldamisega.
1998. aastal kasutas Foxboro edukalt Etherneti sisendit/väljundit oma Micro-I/A automatiseerimissüsteemist Bayer AG kloor-leelisetehases. Ethernet ühendab kõik väliseadmed, kontrollerid ja personaalarvuti tööjaamad ülimalt töökindlaks, odavaks reaalajas juhtimisinfovõrku.
Tööstuslik Etherneti võrk võib olla Profibus, Devicnet, modbus, kontrollvõrk, canopen protokoll TCP/IP-le, mitmesuguste erinevate protokollide rakendamine samas võrgus ning lasta neil ja samal hostil samal ajal dialoogi pidada, kuid see ei tee seda t tõesti lahendada universaalsete standardite probleemi.
