Kommunikasjonsnettverk

19.40 Kommunikasjon

Nettverk generelt. Kommunikasjonsnettverk har blitt brukt til å overføre instruksjoner og data for prosessovervåking og kontroll i mange år. Prosesskontrollnettverk har brukt ulike teknologier og topologier, som har forretnings-og datanettverk i mindre kritiske situasjoner. Prosesskontrollnettverk krever robusthet, determinacy og kompatibilitet.

Robusthet er et mål på påliteligheten til nettverket for å utføre sin funksjon gjennom hele installasjonens levetid. Designeren av et nettverk må vurdere behovet for redundans av nettverkskomponenter og kabling, samt feiltesting og feilkorrigeringsanlegg, for å gi et nettverk som oppfyller behovene til systemet det tjener. Determinacy er en spesifikk garanti for at meldinger kommer inn i nettverket og når målet innen kjente tider. Ikke-deterministiske nettverk kan ikke garantere meldingslevering på en bestemt tid, men nyere teknologier har gjort det mulig for noen ikke-Deterministiske nettverk (For Eksempel Ethernet) å fungere tilfredsstillende i prosesskontrollindustrien. Kompatibilitet beskriver nettverkets evne til å kommunisere mellom utstyr fra ulike produsenter eller leverandører uten protokollkonflikter.

den åpenbare fordelen med å bruke et nettverk i stedet for tradisjonell kabling er at alle dataene sendes langs en enkelt kabel, og reduserer dermed betydelig antall kabler som skal installeres.

Ethernet. Csma/CD (carrier sense multiple access / collision detection) ytelse har utviklet seg til en meget høy standard siden introduksjonen i 1973. SELV OM det er ikke-deterministisk, lar CSMA/CD hver enhet på et nettverk for å sjekke om noen annen enhet sender før du prøver å overføre og, hvis flere enheter sender samtidig, dueller forkaster ødelagte meldinger (pakker)og instruerer enhetene til å sende sine meldinger etter tilfeldige ventetider. Nettverket er ikke-deterministisk fordi det ikke er noen garanti for at en melding vil nå målet er en bestemt tid. Industrialiserte Ethernet-nettverk har imidlertid blitt så pålitelige at de er standarden i bransjen for å koble prosesskontrollsystemer over hele nettstedet. Ethernet-designspesifikasjonen må følges når det gjelder tilkobling og kabellengder, for eksempel ved bruk av maksimalt 100 m kobberkabel fra en nettverksbryter.

Ethernet-nettverk kan utgjøre en del av lokalnettverk (LAN) eller wide area networks (WAN). SELV om DET ikke er noen spesifikke definisjoner, vil ET scada-system for et prosessanlegg generelt bli referert til SOM ET LAN, og et regionalt nettverk som knytter flere nettsteder, anses å være ET WAN.

Mens Ethernet blir mer utbredt, er Det lite sannsynlig å erstatte andre nettverksprotokoller i vannindustrien. En av ulempene Med Ethernet er at Det ikke er et multi-drop-system, slik at hver separat enhet trenger sin egen individuelle kabel tilbake til den lokale kommunikasjonsbryterenheten. Selv om dette kanskje ikke er et problem i en fabrikk eller liten bygning, kan det være et stort problem med store banker med filtre eller tanker. Maksimal kabellengde fra Ethernet-bryteren er også mer begrenset enn andre teknikker (vanligvis 100 m). Ethernet-kommunikasjonshastigheter er vanligvis 10-100 Mbps (Megabit per sekund) og noen nettverk opererer for tiden på 1000 Mbps.

et bussnettverk er et arrangement i ET LAN hvor en enkelt multi-leder kobberkabel kobler flere enheter. Kabelen er ‘bussen’ som ‘noder’ er koblet til. Hver node tilsvarer vanligvis et bestemt utstyr. Bussnettverket er enkelt og pålitelig og rimelig feilsikkert. Hvis en node enhet svikter bussen fortsetter å operere med de gjenværende funksjonelle enheter. Bare hvis busskabelen selv er ødelagt, vil det være alvorlige kommunikasjonsproblemer i nettverket. Bussnettverk gir et enkelt utvidelsesmiddel fordi de generelt tillater noder å bli lagt til ganske enkelt.

begrensningene i bussnettene er først og fremst de fysiske egenskapene til selve busskabelen. Etter hvert som kabellengden øker, påvirker tapene påliteligheten til dataene som overføres. Derfor trenger topologien til bussnettet god design. Andre nettverkstopologier som’ ring ‘eller’ stjerne ‘ kan noen ganger gi bedre fleksibilitet og kan være billigere.

der en punkt-til-punkt-kobling kreves, kan en fiberoptisk kobling brukes til å forlenge avstanden som kan oppnås og gi lynbeskyttelse, men dette er uegnet for flere tilkoblinger uten ekstra koblingsenheter.

Profibus Er en bussteknologi som bransjen generelt har tatt i bruk. Profibus er et høyhastighets digitalt kommunikasjonssystem som bruker en enkelt kabel (buss) for å koble sammen enheter. Mange produsenter av elektrisk, elektromekanisk utstyr og instrumenteringsutstyr leverer Nå Profibus-kompatible produkter. Det er vanlig å knytte en rekke relaterte anleggsartikler til Et Profibus-nettverk, samtidig som dette anleggsområdet kobles til andre anleggsområder via Et annet nettverk som Ethernet. Som Med Ethernet-nettverk er det viktig for utformingen Av Et Profibus-nettverk å overholde Profibus-spesifikasjonene.

Det finnes Tre Typer Profibus: Distribuert Protokoll (Dp), Prosessautomatisering (PA) og ProfiNET. Det er to deler Til Profibus-spesifikasjonen; språket som brukes, som er vanlig på tvers av De tre Typene Profibus (kalt application layer communications) og det fysiske mediet som er forskjellig i hvert tilfelle. ProfiNET er ikke en unik bussteknologi siden den går Over Ethernet, men Den tillater Profibus-kommunikasjon på Tvers Av Ethernet-nettverk.

INNENFOR STORBRITANNIA FORESLÅR WIMES 3.02 (2014) En Profibus DP-hastighet på 1,5 Mbit / s (som begrenser segmentkabellengden til 200 m), men de fleste arbeider kan fungere med nettverkshastigheter på 500 Kbit/s (500 m kabellengde) eller til og med 187,5 Kbit / s (1000 m kabellengde). De lavere hastighetsnettverkene er bedre i stand til å motstå støy og forstyrrelser, men data tar litt lengre tid (sannsynligvis en ekstra 0,5 sekunder) for å reise over nettverket. Dette er ikke sett på som et problem på et vannbehandlingsverk der instrumentprøvetider kan være mange ordrer større enn dette.

mens nettverkskablingen er relativt enkel (tvunnet par i begge tilfeller), er det verdt å investere i et diagnostisk testsett som vil sjekke nettverkshelsen i sanntid. Ulike versjoner er tilgjengelige: Profitrace2 Fra Procentec og Fieldbus Diagnostic Module Fra Pepperl & Fuchs er to enheter.

DET er viktig å oppdatere SCADA-skjermer raskt fra dataene som holdes på den lokale PCEN, ellers vil operatørene ikke bruke systemet hvis skjermen ikke oppdateres raskt når du bytter fra en skjerm til en annen. Det er imidlertid ikke et problem å ha feltdataene 1-2 sekunder å reise fra feltinstrumentet til PCEN (En Profibus DP-nettverkshastighet på bare 93,75 Kbit / s vil lett oppnå dette). Denne forsinkelsen vil ikke påvirke de fleste vannbehandlingsprosesser og kan redusere installasjonskostnadene og gjøre nettverket mer motstandsdyktig mot støy og forstyrrelser.

Trådløse datakommunikasjonsnettverk har blitt svært populære for forretnings – og hjemmebruk og for noen prosessovervåkingsprogrammer, men det er fortsatt mange sikkerhets-og sikkerhetsproblemer med bruk for kontroll av anlegget. Av disse grunner bør trådløse nettverk kun brukes til kontroll av anlegg etter nøye vurdering og hvor direkte tilkoblede systemer er upraktiske eller umulige å installere.

Trådløse teknologier som laveffektsradio og mikrobølgeovn har blitt brukt til kontroll av noe utstyr, men bør alltid brukes med forsiktighet, da risiko forbundet med plantevern og personellsikkerhet alltid må vurderes. Vanligvis brukes disse teknologiene over relativt små områder og primært for overføring av statusovervåkningssignaler.

Ekstern Konfigurasjon. De nyeste implementeringene Av Profibus og Ethernet gjør det mulig for ingeniøren å konfigurere alle enhetene på nettverket fra et sentralt sted. De to hovedpakkene bruker ENTEN FDT / DTM (Field Device Type/Device Type Manager) eller EDDL (Extended Device Description Language) for å kommunisere med instrumentene.