Индустријска аутоматизација и управљање

Данас системи индустријске аутоматизације су постали популарни у многим индустријама и играју пресудну улогу у контроли неколико операција повезаних са процесима. Захваљујући примени широког спектра индустријских мрежа са њиховом географском дистрибуцијом преко фабрике или индустрије, могућност преноса података и управљања подацима доњег нивоа постала је софистициранија и лакша, у распону од ниског нивоа до високог нивоа контроле. Ове индустријске мреже усмеравају се кроз различите теренске магистрале које користе различите комуникационе стандарде као што су ЦАН протокол, Профибус, Модбус, Девице нет итд. Погледајмо како ЦАН комуникација делује за аутоматизацију индустрије и других системи засновани на аутоматизацији .

“дизајн и примена теорије снуббер кола ”

Увод у индустријску аутоматизацију и управљање

Доња слика приказује архитектуру индустријске аутоматизације и управљања у којој се изводе три нивоа управљања за аутоматизацију целог система. Ова три нивоа су контрола и аутоматизација, контрола процеса и контрола вишег реда. Ниво управљања и аутоматизације састоји се од различитих теренских уређаја попут сензора и актуатора за надгледање и контролу променљивих процеса.

Архитектура индустријске аутоматизације

Процесс Цонтрол Левел је централни контролер одговоран за контролу и одржавање неколико контролних уређаја попут Програмабилни логички контролери (ПЛЦ) , као и кориснички графички интерфејс попут СЦАДА и Интерфејс човек-машина (ХМИ) су такође укључени у овај ниво. Виши ниво контроле налога је ниво предузећа који управља свим пословним операцијама.

Пажљивим посматрањем горњег дијаграма и сваког његовог нивоа, као и између нивоа, комуникациони сабирници као што су Профибус и индустријски Етхернет се сматрају повезаним за размену информација. Стога је комуникациона магистрала главна компонента индустријске аутоматизације за поуздан пренос података између контролера, рачунара и такође са теренских уређаја.

Мрежа контролне области или ЦАН протокол

Модел интерконекције отворених система (ОСИ)

Пренос података је пренос података са једне тачке на другу. Да би подржала индустријску комуникацију, Међународна организација за стандардизацију развила је модел интерконекције отворених система (ОСИ) за омогућавање преноса података између различитих чворова. Овај ОСИ протокол и оквир зависе од произвођача. ЦАН протокол користи доња два слоја, тј. Физички и слојеве везе података од седам слојева ОСИ модела.

Мрежа контролера или ЦАН протокол је мулти-мастер серијска комуникациона магистрала , и то је мрежа независних контролора. Тренутна верзија ЦАН-а користи се од 1990. године, а развили су је Босцх и Интел. Емитује поруке чворовима представљеним у мрежи нудећи брзину преноса до 1 Мбпс. За ефикасан пренос прати поуздане методе откривања грешака - а за арбитражу о приоритету поруке и откривање судара користи протокол вишеструког приступа са смислом носиоца. Због ових поузданих карактеристика преноса података, овај протокол се користи у аутобусима, аутомобилима и другим аутомобилским системима, фабричкој и индустријској аутоматизацији, рударским апликацијама итд.

ЦАН пренос података

ЦАН протокол није протокол заснован на адреси, већ протокол оријентисан на поруку, при чему уграђена порука у ЦАН има садржај и приоритет података који се преносе. На самом пријему података на магистрали, сваки чвор одлучује да ли ће их одбацити или обрадити - а затим, у зависности од система, мрежна порука је намењена једном чвору или многим другим чворовима. ЦАН комуникација омогућава одређеном чвору да захтева информације од било ког другог чвора слањем РТР-а (захтев за даљински пренос).

Пренос података ЦАН протокола

Нуди аутоматски пренос података без арбитраже преношењем поруке највишег приоритета и подржавањем и чекањем поруке нижег приоритета. У овом протоколу, доминантно је логичко 0, а рецесивно логично 1. Када један чвор преноси рецесивни бит, а други доминирајући бит, тада доминантни бит побјеђује. Арбитражна шема заснована на приоритету одлучује да ли ће се доделити дозвола за наставак преноса ако два или више уређаја почну да емитују истовремено.

МОЖЕ оквир за поруке

ЦАН комуникациона мрежа може да конфигурише различите формате оквира или порука.

Стандардни или основни формат оквира или ЦАН 2.0 А
Проширени формат оквира или ЦАН 2.0 Б

Стандардни или основни формат оквира или ЦАН 2.0 А

Разлика између ова два формата је у томе што дужина битова, тј. Основни оквир подржава дужину од 11 бита за идентификатор, док проширени оквир подржава дужину од 29 бита за идентификатор, који се састоји од 18-битног проширења и 11-битни идентификатор. ИДЕ бит се разликује од ЦАН проширеног формата оквира и од ЦАН основног формата кадра, при чему се ИДЕ преноси као доминантан у случају 11-битног оквира и рецесиван у 29-битном случају оквира. Неки ЦАН контролери који подржавају формате проширеног оквира такође могу да шаљу или примају поруке у основном формату оквира.

Проширени формат оквира или ЦАН 2.0 Б

ЦАН протокол има четири врсте оквира: оквир података, даљински оквир, оквир грешке и оквир преоптерећења. Оквир података садржи преносни чвор подаци удаљеног оквира захтевају одређени идентификатор оквир грешке преноса открива све грешке чвора и преоптерећени оквир се активира када систем убризга кашњење између података или удаљеног оквира. ЦАН комуникација може теоретски повезати до 2032 уређаја на једној мрежи, али је практично ограничена на 110 чворова због хардверских примопредајника. Подржава каблирање до 250 метара са брзином преноса од 250 Кбпс са брзином преноса од 10 Кбпс максимална је дужина од 1 км, а најкраћа са 1 Мбпс од 40 метара.

Индустријска аутоматизација и управљање коришћењем ЦАН протокола

Ово пројекат се спроводи за контролу индустријског оптерећења која покреће једносмерни мотор на основу температурних варијација процеса. Разно системи за контролу процеса аре зависе од температуре. Претпоставимо, у случају резервоара за мешач - након достизања одређене температуре - мотор једносмерне струје мора бити укључен да би ротирао мешач. Дакле, овај пројекат то постиже употребом ЦАН протокола који је високо ефикасан и поуздан, јефтин, комуникације.

У овом пројекту се користе два микроконтролера, један за прикупљање података о температури, а други за управљање једносмерним мотором . ЦАН контролер МЦП2515 и ЦАН примопредајник МЦП2551 повезани су на оба микроконтролера ради примене ЦАН комуникације за размену података.

Индустријска аутоматизација и управљање коришћењем ЦАН протокола

Бочни микроконтролер који одашиље континуирано надгледа температуре уз употребу ЛМ35 сензор температуре претварањем аналогних вредности у дигиталне помоћу АДЦ-а. Ове вредности се упоређују са задатим вредностима програмираним у микроконтролеру, а ове вредности се крше када микроконтролер пошаље или преноси податке на пријемник бочни микроконтролер од стране ЦАН контролера и примопредајника.

Пријемна страна ЦАН комуникације прима податке и преноси их микроконтролеру који даље обрађује податке и контролише једносмерни мотор помоћу ИЦ управљачког програма мотора. Такође је могуће променити правац мотора помоћу управљачке микроконтролера којим управља микроконтролер.

Стога ЦАН протокол омогућава пеер-то-пеер комуникацију повезивањем различитих чворова у индустријском окружењу. Ова врста комуникације може се применити и на друге системи аутоматизације попут куће или зграде , фабрика итд. Надамо се да вам је овај чланак можда дао боље разумевање индустријске аутоматизације са ЦАН комуникацијом. Молимо вас да нам пишете за даље информације и упите.

Фото кредити: