Como tecnología de red de control de campo, el bus de campo se considera la extensión de la red pública de datos en el campo del control de movimiento. Su auge brinda una nueva oportunidad para el desarrollo de la propia tecnología de control automático. Fieldbus puede usar una variedad de medios (una variedad de modos alámbricos e inalámbricos) para transmitir señales digitales. En dos cables se pueden conectar a docenas de equipos de control automático, se pueden ahorrar muchos cables, marco de ranura, piezas de conexión. Reduzca la carga de trabajo del diseño, la instalación y el mantenimiento del sistema. Fieldbus forma un sistema de control completo que está realmente disperso en el campo, mejora la confiabilidad del sistema de control y enriquece el contenido de información del equipo de control. Crea condiciones para que la información de control ingrese a la red pública de datos, comunica la conexión entre el equipo de control de campo y la red de gestión de control superior, facilita la integración de la red de control y la red de datos, facilita la transmisión remota de señales y automático remoto control.
1. Fieldbus es un marco de sistema de control
El sistema de control de bus de campo es una nueva generación de sistema de control descentralizado basado en tecnología de bus de campo, que tiene una estructura de red plana, apertura, interoperabilidad, dispersión completa de las funciones de control convencionales y un método de configuración de estrategia de control unificado.
2. Aplicación típica del sistema de control de movimiento de bus de campo:
PC más controlador de movimiento digital independiente más actuador=sistema de control de movimiento abierto
Pantalla táctil más controlador digital independiente más actuador=sistema de control de movimiento abierto
Estas dos estructuras son la dirección de desarrollo del sistema de servocontrol y la tecnología de control de movimiento. Puede hacer un uso completo de los recursos de la PC y la pantalla táctil, completar el desarrollo de aplicaciones de usuario mediante el software de terceros y enviar las instrucciones del programa generadas al controlador de movimiento, que traduce continuamente el comando de posición actualizado (curva de movimiento) y lo envía al controlador a través de la línea principal de comunicación, y el controlador del motor transmitirá la electricidad de control al motor, para completar el posicionamiento requerido por el comando. En un sistema de varios ejes, un solo controlador puede controlar varios motores o controladores. El servomotor es el principal componente ejecutivo, completa la acción específica. El bus conecta dispositivos de medición y control dispersos con capacidad de comunicación y dispositivos de control de accionamiento como nodos de red para formar una red de control que puede comunicarse entre sí y completar tareas de control automático en conjunto
El sistema de automatización industrial Ethernet se está desarrollando hacia la red y el control inteligente en tiempo real, por lo que la comunicación se ha convertido en la clave, y la demanda del usuario de un protocolo y una red de comunicación unificados es cada vez más urgente. Por otro lado, el rápido desarrollo de Intranet/Internet y otras tecnologías de la información requiere que las empresas realicen una integración de información completa y sin problemas desde la capa de control de campo hasta el nivel de gestión, y proporcionen una infraestructura abierta. En cuanto a la incertidumbre y el rendimiento en tiempo real de Ethernet es deficiente, se ha resuelto básicamente el uso del concentrador inteligente, la función de conmutación activa, la introducción de prioridad y el cableado dúplex, etc. Al aumentar la tasa de transmisión de datos, elegir cuidadosamente la topología de la red y limitar la carga de la red, se puede minimizar la probabilidad de colisión de datos.
También hay una serie de organizaciones internacionales que trabajan para llevar a Ethernet al control. Este estándar permitirá que la red vea "objetos".
Sistema de control de movimiento en red integrado (NCS) El control de movimiento (servo) es para controlar y administrar la posición y la velocidad de las piezas móviles mecánicas en tiempo real, para que puedan moverse de acuerdo con la trayectoria esperada y los parámetros de movimiento especificados. El sistema de control de movimiento de estructura abierta es un tipo de sistema de hardware y software modular, reconfigurable y extensible.
La figura anterior muestra la arquitectura del controlador de movimiento integrado. En la figura se puede ver que el controlador de movimiento se divide en dos partes principales: módulo de comunicación de red y módulo de control de movimiento. El módulo de comunicación de red se conecta directamente a Internet y obtiene comandos de control de la consola de acuerdo con el protocolo de comunicación predeterminado, y luego da los comandos al módulo de control de movimiento. El módulo de control de movimiento está conectado directamente con el controlador del motor. Después de analizar y juzgar el comando, la señal de control del motor correspondiente se envía al motor. Además, el resultado de la ejecución del comando también se devuelve al módulo de comunicación de la red, que luego regresa a la consola a través de la red.
Características principales del controlador de movimiento integrado:
1. Expansión del eje de movimiento La placa secundaria se utiliza para expandir el eje de movimiento en el controlador. Se pueden conectar en red varios controladores mediante la red de fibra óptica para controlar más ejes. El eje paso a paso (pulso más dirección) y el eje del servo (instrucción analógica más retroalimentación de posición) pueden tener una configuración mixta.
2. Expansión de entrada y salida digital
3. Expansión de entrada y salida analógica
4. Extensión de interfaz de retroalimentación de posición (A/B/Z, SSI, SIN/COS)
5. Extensión de interfaz de bus de campo: CAN, SERCOS, EtherNet, ProfiBus, DeviceNet, ModBUS, HostLink, etc.
"Los dispositivos de campo con Ethernet integrado y servidores de Internet integrados pronto serán una realidad", predice Horst Kohlbert, gerente de productos de red de Siemens Energy & Automation, sugiriendo que Ethernet industrial está a punto de ingresar al nivel de control de campo.
Ethernet es la mejor solución para controlar la red en el futuro y se convertirá en el bus de campo dominante, pero la tecnología de bus de campo no abandonará fácilmente el mercado existente y varios buses de campo pueden aprender unos de otros para mejorar aún más. Todos los tipos de buses de campo tienen un cierto enfoque técnico y complementariedad de campo de aplicación, más autoritarios en cierto aspecto. La coexistencia de múltiples buses de campo no favorece la inversión de usuarios y fabricantes. Una gran cantidad de estándares de bus equivale a ningún estándar. El floreciente y floreciente desarrollo de la tecnología de bus de campo.
El sistema de control de red requiere que el bus de campo utilizado en el campo de control sea una red de interconexión digital con alto rendimiento de red, que tenga interoperabilidad y apertura. La interconexión digital es la característica básica de la red. La interoperabilidad requiere la adopción de estándares y protocolos uniformes. Apertura significa que la tecnología es abierta y ampliamente utilizada. Ahora es una conclusión inevitable que coexisten múltiples estándares de bus de campo.
Diferentes empresas, por sus propios intereses, controlan el desarrollo de estándares, por lo que el bus de campo no se usa mucho. En la actualidad, la tecnología Ethernet es la más acorde con las características de la tecnología de bus de campo del sistema de control de red, por lo que muchas empresas han introducido Ethernet en la red de control industrial.
El sistema de automatización de Jetter AG de Alemania, MAESTRO de ELMO de Israel, la idea innovadora de la empresa británica TRIO, se basa en el sistema de control inteligente distribuido Ethernet de 100 Mb/s, declaró que "la red es el controlador".
1. Aproveche la expansión del controlador TRIO británico
2. Ampliar con el controlador MAESTRO israelí
Sus características son:
(1) La estructura similar a Internet, la transmisión de datos en tiempo real no necesita programación, no necesita considerar la jerarquía de la red;
(2) Para los usuarios, solo hay un conjunto de datos y un programa, y todos los datos solo deben expresarse una vez en la red. Tanto los programas como los datos se pueden reutilizar, y la red desempeña el papel de un servidor real;
(3) Solo hay un bus Ethernet para la comunicación directa desde el sensor hasta la gestión de la fábrica;
(4) Se puede conectar a Internet para realizar la red global de toda la fábrica;
(5) Ethernet no es solo un bus de sistema que se conecta a varios módulos inteligentes, sino también un bus de campo que se conecta a equipos de campo. No hay diferencia entre comunicación interna y externa aquí. La tecnología Hub está integrada en cada controlador y la comunicación interna se separa de la comunicación externa mediante la asignación de espacio de direcciones.
En 1998, Foxboro utilizó con éxito E/S Ethernet de su sistema de automatización Micro-I/A en la planta de cloro-álcali de Bayer AG. Ethernet integra todos los equipos de campo, controladores y estaciones de trabajo de PC en una red de información de control en tiempo real altamente confiable y de bajo costo.
La red Ethernet industrial puede ser Profibus, Devicnet, modbus, controlnet, protocolo canopen a TCP/IP, la aplicación de una variedad de protocolos diferentes en la misma red, y permitirles y el mismo host al mismo tiempo dialogar, pero no lo hace. Realmente resuelve el problema de los estándares universales.
