통신 네트워크

19.40 통신

네트워크 일반. 통신 네트워크는 수년 동안 프로세스 모니터링 및 제어를위한 지침 및 데이터를 전송하는 데 사용되었습니다. 공정 제어 네트워크는 덜 중요한 상황에서 비즈니스 및 컴퓨터 네트워크와 마찬가지로 다양한 기술과 토폴로지를 사용했습니다. 공정 제어 네트워크는 견고성,결정성 및 호환성이 필요합니다.

견고성은 설치 수명 동안 네트워크의 기능을 수행하는 네트워크의 신뢰성을 측정하는 척도입니다. 네트워크 설계자는 네트워크 구성 요소 및 케이블의 중복성에 대한 필요성과 오류 테스트 및 오류 수정 기능을 평가하여 제공하는 시스템의 요구를 충족하는 네트워크를 제공해야합니다. 결정성은 메시지가 네트워크에 들어가고 알려진 시간 내에 목적지에 도달한다는 특정 보증입니다. 비 결정적 네트워크는 특정 시간에 메시지 배달을 보장 할 수 없지만 최근의 기술로 인해 일부 비 결정적 네트워크(예:이더넷)가 프로세스 제어 산업에서 만족스럽게 작동 할 수있었습니다. 호환성은 프로토콜 충돌없이 다양한 제조업체 또는 공급 업체의 장비간에 통신 할 수있는 네트워크의 기능을 설명합니다.

전통적인 케이블이 아닌 네트워크를 사용할 때의 명백한 이점은 모든 데이터가 단일 케이블을 따라 전달되므로 설치할 케이블의 수를 크게 줄일 수 있다는 것입니다.

이더넷. 1973 년 도입 이후 매우 높은 수준으로 발전해 왔습니다. 여러 장치가 동시에 전송하는 경우 충돌 감지는 손상된 메시지(패킷)를 삭제하고 임의의 대기 시간 후에 메시지를 다시 보내도록 지시합니다. 메시지가 대상에 특정 시간에 도달한다는 보장은 없기 때문에 네트워크는 비결정적입니다. 그러나 산업화 된 이더넷 네트워크는 매우 신뢰할 수있게되어 사이트 전체의 공정 제어 시스템을 연결하는 업계의 표준입니다. 예를 들어 네트워크 스위치에서 최대 100 미터의 구리 케이블을 사용하는 경우와 같이 연결 및 케이블 길이와 관련하여 이더넷 설계 사양을 따라야 합니다.

이더네트 네트워크는 근거리 통신망(랜)또는 광역 통신망(완)의 부분을 형성할 수 있습니다. 특정 정의는 없지만,공정 플랜트의 사이트 전체 스카다 시스템은 일반적으로 랜 및 여러 사이트를 연결하는 지역 네트워크로 간주 될 것이다.

이더넷이 널리 보급되고 있지만 물 산업의 다른 네트워크 프로토콜을 완전히 대체 할 가능성은 거의 없습니다. 이더넷의 단점 중 하나는 멀티 드롭 시스템이 아니므로 각 개별 장치가 로컬 통신 스위치 장치로 다시 개별 케이블을 필요로한다는 것입니다. 이 공장 또는 작은 건물에 문제가 되지 않을 수 있습니다 하는 동안 필터 또는 탱크의 큰 은행에 큰 문제가 될 수 있습니다. 이더넷 스위치의 최대 케이블 길이는 다른 기술(일반적으로 100 미터)보다 더 제한됩니다. 이더넷 통신 속도는 일반적으로 초당 10-100 메가비트(초당 메가비트)이며 일부 네트워크는 현재 초당 1000 메가비트에서 작동합니다.

버스 네트워크는 단일 다중 도체 구리 케이블이 여러 장치를 연결하는 랜의 배열입니다. 케이블은’노드’가 연결된’버스’입니다. 각 노드는 일반적으로 특정 장비 항목에 해당합니다. 버스 네트워크는 간단하고 신뢰할 수 있으며 합리적인 안전 장치입니다. 하나의 노드 장치가 실패하면 버스는 나머지 기능 장치와 함께 계속 작동합니다. 버스 케이블 자체가 고장난 경우에만 네트워크에 심각한 통신 문제가있을 것입니다. 버스 네트워크는 일반적으로 노드를 상당히 쉽게 추가 할 수 있기 때문에 간단한 확장 수단을 제공합니다.

버스 네트워크의 한계는 주로 버스 케이블 자체의 물리적 특성이다. 케이블 길이가 증가함에 따라 손실은 전송되는 데이터의 신뢰성에 영향을 미칩니다. 따라서 버스 네트워크의 토폴로지는 좋은 디자인이 필요합니다. ‘링’또는’스타’와 같은 다른 네트워크 토폴로지는 때때로 더 나은 유연성을 제공하고 저렴할 수 있습니다.

지점 간 링크가 필요한 경우 광섬유 링크를 사용하여 달성 가능한 거리를 확장하고 번개 보호 기능을 제공 할 수 있지만 추가 스위칭 장치없이 여러 연결에 적합하지 않습니다.

프로피버스는 업계에서 일반적으로 채택한 하나의 버스 기술입니다. 프로피버스는 단일 케이블(버스)을 이용하여 장치를 연결하는 고속 디지털 통신 시스템입니다. 많은 전기,전기 기계 및 계측 장비 제조업체는 이제 프로피버스 호환 제품을 제공합니다. 프로피버스 네트워크를 통해 여러 관련 플랜트 항목을 연결한 후 이더넷과 같은 다른 네트워크를 통해 이 플랜트 영역을 다른 플랜트 영역에 연결하는 것이 일반적입니다. 이더넷 네트워크와 마찬가지로 프로피버스 네트워크의 설계가 프로피버스 사양을 준수하는 것이 중요합니다.

프로피버스에는 분산 프로토콜,공정 자동화,프로피넷의 세 가지 유형이 있다. 프로피버스 사양에는 세 가지 유형의 프로피버스(애플리케이션 계층 통신이라고 함)에서 공통적으로 사용되는 언어와 각 경우에 따라 다른 물리적 미디어의 두 부분이 있습니다. 이 이더넷을 통해 실행하지만 이더넷 네트워크를 통해 프로피 버스 통신을 할 수 있기 때문에 프로피넷은 고유 한 버스 기술이 아니다.

그러나 대부분의 작업은 네트워크 속도가 500 킬로 비트/초(500 미터 케이블 길이)또는 187.5 킬로 비트/초(1000 미터 케이블 길이)로 성공적으로 작동 할 수 있습니다. 저속 네트워크는 소음과 간섭을 더 잘 견딜 수 있지만 데이터는 네트워크를 통해 이동하는 데 약간 더 오래 걸립니다(아마도 0.5 초 추가). 이것은 계기 표본 시간이 이것 보다는 더 중대한 많은 순서일 수 있는 물 처리 일에 문제점으로 보이지 않습니다.

네트워크 케이블 연결은 비교적 간단하지만(두 경우 모두 트위스트 페어)네트워크 상태를 실시간으로 확인하는 진단 테스트 세트에 투자 할 가치가 있습니다. 다양한 버전을 사용할 수 있습니다: 프로센텍의 프로피트 2 와 페퍼&의 필드버스 진단 모듈은 두 가지 단위입니다.그렇지 않으면 한 화면에서 다른 화면으로 변경할 때 화면이 빠르게 새로 고쳐지지 않으면 운영자가 시스템을 사용하지 못할 것입니다. 그러나,필드 데이터를 갖는 것은 문제가되지 않습니다(단지 93.75 킬로 비트/초의 프로피버스의 네트워크 속도는 쉽게 달성 할 것이다). 이’지연’은 대부분의 물 처리 공정에 영향을 미치지 않으며 설치 비용을 줄이고 네트워크를 소음 및 간섭에 더 탄력적으로 만들 수 있습니다.

무선 데이터 통신 네트워크는 비즈니스 및 가정 사용 및 일부 프로세스 모니터링 응용 분야에서 매우 인기가 있지만 플랜트 제어에 사용할 때 많은 안전 및 보안 문제가 남아 있습니다. 이러한 이유로 무선 네트워크는 신중하게 고려한 후 직접 연결된 시스템이 비실용적이거나 설치가 불가능한 경우에만 플랜트 제어를 위해 사용해야합니다.

저전력 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술은 일부 장비의 제어에 사용되었지만 식물 보호 및 인력 안전과 관련된 위험을 항상 고려해야하므로 항상주의해서 사용해야합니다. 일반적으로 이러한 기술은 상대적으로 작은 영역에 걸쳐 사용되며 주로 상태 모니터링 신호를 전송하는 데 사용됩니다.

원격 구성. 프로피버스와 이더넷의 최신 구현을 통해 엔지니어는 중앙 위치에서 네트워크의 모든 장치를 구성할 수 있습니다. 이 패키지에는 주 프로그램 바이너리와 미리 컴파일된 대수 및 자동 로드 모듈이 전부 들어있습니다.