Ja pārvaldāt vai uzturat Allen{0}}Bredley vadības sistēmu, iespējams, esat nonācis šādā situācijā. PLC moduļa ražošana tiek pārtraukta vai sākotnējā piegādātāja cena pēkšņi trīskāršojas, un tā vietā jūs sākat meklēt aizstājēju vai saderīgu moduli. Specifikācijas izskatās pareizi, fiziskais savienotājs atbilst, un cena ir saprātīga. Bet pirms pasūtījuma veikšanas viens jautājums mēdz tikt izlaists: vai šis modulis tiešām runā ar to pašu protokolu tādā pašā veidā kā tas, kuru tas aizstāj?
Šī ir daļa no Alena{0}}Bredlija saziņas, kas reti tiek skaidri izskaidrota. Lielākajā daļā ceļvežu ir sniegta informācija par EtherNet/IP, DeviceNet vai ControlNet vispārīgiem vārdiem, taču tikai nedaudzi šīs zināšanas saista ar praktiskiem lēmumiem, ar kuriem inženieri saskaras, iegādājoties detaļas. Šajā rakstā mēs apskatīsim galvenos Allen-Bradley PLC sakaru protokolus, kur katrs no tiem iekļaujas reālā sistēmā, un, kas ir tikpat svarīgi, kas jāpārbauda pirms nomaiņas vai saderīga moduļa iegādes, lai pēc instalēšanas nerastos komunikācijas problēmas.
Kas ir PLC sakaru protokols un kāpēc tas ir svarīgi
Definīcija vienkāršā valodā
Sakaru protokols ir vienkārši saskaņots noteikumu kopums, kas ļauj divām ierīcēm pareizi apmainīties ar datiem. Padomājiet par to tā, kā jūs domājat par kopīgu valodu: ja PLC un HMI izmanto vienu un to pašu protokolu, tie saprot viens otra ziņojumus. Ja tā nav, savienojums var izskatīties labi fiziski, kamēr starp tiem faktiski nenotiek izmantojami dati.
Kāpēc protokola izvēle ietekmē sistēmas darbības laiku un uzturēšanas izmaksas
Protokolu neatbilstības ir viens no biežākajiem un vairāk novēršamajiem dīkstāves cēloņiem. Vadības sistēmai, kas veidota, pamatojoties uz tās mērogam nepareizu protokolu, vēlāk būs grūti paplašināties, un veco un jaunu iekārtu sajaukšana, nepārbaudot protokola saderību, bieži izraisa periodiskas kļūdas, kuras ir grūti diagnosticēt, jo elektroinstalācija un jauda izskatās pareizi. Tiek ietekmētas arī uzturēšanas izmaksas. Protokola -līmeņa problēmas novēršana parasti aizņem vairāk laika nekā vadu kļūmes novēršana, jo simptomi reti norāda tieši uz cēloni. Izpratne par to, uz kuru protokolu balstās jūsu sistēma un kas šim protokolam ir vajadzīgs no jebkuras tai pievienotas ierīces, ir pirmais solis, lai izvairītos no šīm problēmām.
Kad šis pamats ir izveidots, apskatīsim protokolus, ar kuriem jūs, visticamāk, saskaraties Allen-Bradley vidē, sākot ar to, kas mūsdienās dominē jaunajās instalācijās.
Mūsdienu Ethernet{0}}balstīti protokoli
EtherNet/IP
EtherNet/IP (Ethernet Industrial Protocol) ir sakaru protokols, uz kura ir balstīta lielākā daļa jauno Allen{0}}Bradley sistēmu. Tas darbojas, izmantojot standarta Ethernet aparatūru, un lietojumprogrammas līmenī izmanto kopējo rūpniecisko protokolu (CIP), kas ir tas pats protokola pamats, kas koplietots ar DeviceNet un ControlNet. Šis kopīgais pamats ir viens no iemesliem, kāpēc EtherNet/IP tik gludi integrējas visā Rockwell Automation arhitektūrā.
Dažas lietas padara EtherNet/IP par noklusējuma izvēli jaunām versijām. Tas izmanto standarta Ethernet slēdžus un kabeļus, tāpēc aparatūras izmaksas saglabājas zemas un IT nodaļas var atbalstīt tīklu ar jau zināmiem rīkiem. Tas tiek mērogots labi, jo komutētais Ethernet tīkls nedala joslas platumu visās ierīcēs tā, kā to dara vecāki autobusu-balstīti protokoli. Tā kā EtherNet/IP ir tik plaši izmantots, trešo pušu sensori, diskdziņi un vārtejas gandrīz vienmēr to atbalsta, un tas padara vairāku piegādātāju integrāciju daudz mazāk sāpīgu nekā agrāk.
Ja jūsu sistēmai ir nepieciešams koplietot datus ar MES, vēsturnieku vai mākoņa informācijas paneli, EtherNet/IP ir tuvu noklusējuma izvēlei, jo tas var atrasties tajā pašā fiziskajā tīklā, kurā atrodas jūsu IT infrastruktūra, bez atsevišķa vārtejas slāņa.
Kuri AB modeļi to atbalsta:Lielākajā daļā pašreizējās -paaudzes Allen-Bradley kontrolleru, tostarp ControlLogix un CompactLogix platformās, kā standarts ir iekļauts EtherNet/IP, iebūvēts{2}}komunikāciju ports. Dažiem vecākiem vai specializētākiem kontrolleru modeļiem, lai sasniegtu EtherNet/IP tīklu, var būt nepieciešams pievienot{4}}komunikāciju moduli, nevis atbalstīt to sākotnēji, tāpēc ir vērts apstiprināt konkrēto modeli un programmaparatūras versiju, nevis pieņemt atbalstu visai produktu saimei. Ja meklējat kontrolieri vai sakaru moduli un vēlaties apstiprināt, ko atbalsta konkrēts daļas numurs, mūsuAllens-Bredlijs PLCunAllens-Bradley PLC modulislapās ir norādīts pašreizējais krājums ar protokola detaļām, vai arī varat mums tieši nosūtīt modeļa numuru.
EtherNet/IP ātrā uzziņa
|
Parametrs |
Tipiska vērtība |
|
Fiziskie mediji |
Standarta Ethernet (vara vai šķiedras) |
|
Ātrums |
10/100 Mbps izplatīta, gigabits tiek atbalstīts jaunākā aparatūrā |
|
Topoloģija |
Zvaigzne, komutēti tīkli. |
|
Tipisks lietojums |
Jaunas instalācijas, IT/OT integrācija, kustības un I/O vadība |
Mūsdienu Ethernet{0}}balstīta saziņa aptver lielāko daļu jauno instalāciju, taču liela daļa instalēto Allen-Bradley sistēmu joprojām balstās uz protokoliem, kas izstrādāti pirms EtherNet/IP. Tie joprojām ir ļoti izmantoti, tāpēc ir vērts tos arī saprast.
Mantotie autobusu{0}}protokoli
DeviceNet
DeviceNet savieno vienkāršas lauka ierīces, piemēram, sensorus, spiedpogas un motora starterus, atpakaļ ar PLC, izmantojot kopīgu kopni, nevis savieno katru ierīci atsevišķi. Tas darbojas, izmantojot Controller Area Network (CAN) tehnoloģiju un parasti darbojas ar ātrumu līdz 500 kbps atkarībā no kabeļa garuma. Viena no praktiskām priekšrocībām ir tā, ka DeviceNet nodrošina gan strāvu, gan signālu, izmantojot vienu un to pašu kabeli, kas samazina uzstādīšanas izmaksas lielam skaitam vienkāršu ierīču. Visbiežāk to redzēsit izmaksām-jutīgās diskrētās lietojumprogrammās, piemēram, iepakošanas līnijās vai pārtikas un dzērienu iekārtās, kur liels sensoru skaits ir svarīgāks par neapstrādātu caurlaidspēju.
ControlNet
ControlNet tika izveidots citai prioritātei: deterministiska, laika-kritiska kontrole, nevis zemas-izmaksas lauka vadi. Tajā tiek izmantota laika-sagriešanas shēma, lai garantētu joslas platumu plānotajai satiksmei, kas padara to labi piemērotu tādām lietojumprogrammām kā vairāku-asu kustības vadība, kur ziņojumu laikam ir jābūt paredzamam, nevis tikai ātram. Ja DeviceNet ir izvēlēts, jo jums ir lēti jāpievieno daudzas vienkāršas ierīces, ControlNet ir izvēlēts, jo lietojumprogramma nevar izturēt mainīgu ziņojumu latentumu. Ja jūsu sistēma ietver koordinētu kustību vai procesa vadību ar stingrām laika prasībām, ControlNet joprojām ir piemērotāks nekā DeviceNet, lai gan abiem ir tāds pats CIP pamats kā EtherNet/IP.
Kāpēc šie protokoli joprojām tiek izmantoti un kam jāpievērš uzmanība
Mūsdienās jaunas instalācijas reti sākas ar DeviceNet vai ControlNet, taču liela daļa uz tām uzbūvēto iekārtu joprojām uzticami darbojas šajā jomā. Visa tīkla nomaiņa, lai pārietu uz EtherNet/IP, ir dārga, un daudzos gadījumos neplānotas dīkstāves risks un izmaksas migrācijas laikā ir lielākas par ieguvumiem no jau strādājoša aprīkojuma jaunināšanas. Galvenais šo mantoto tīklu uzturēšanas izaicinājums nav pats protokols, bet gan saderīgu lauka ierīču un sakaru moduļu iegūšana, jo oriģinālās detaļas kļūst grūtāk atrast. Ja DeviceNet vai ControlNet komponents ir jānomaina, ir vērts rūpīgi pārbaudīt protokola versiju un mezgla ietilpību, jo vecāki tīkli mazāk piedod nelielas neatbilstības nekā moderns Ethernet tīkls.
Papildus šiem kopnes{0}}protokoliem, Allen-Bradley sistēmas balstās arī uz vecākas paaudzes seriālajiem un patentētajiem tīkla standartiem, kurus ir vērts saprast, jo īpaši, ja uzturat iekārtas, kas ir vecākas par DeviceNet.
Sērijas un datu maģistrāles protokoli
DH+ / DH485
Data Highway Plus (DH+) un DH485 ir Allen-Bradley agrīnie patentētie tīkla protokoli, kas sākotnēji tika izstrādāti, lai savienotu PLC un programmēšanas termināļus, pirms vēl pastāvēja uz Ethernet balstītas opcijas. DH+ darbojas ar ātrumu līdz aptuveni 230 kb/s un atbalsta līdz 64 mezgliem, izmantojot marķiera-nodošanas shēmu, lai kontrolētu piekļuvi tīklam. DH485 ir saistīts, bet atšķirīgs protokols, kas paredzēts īsāka{11}}diapazona veikala lietojumprogrammām ar mazāku atbalstīto mezglu skaitu un zemāku caurlaidspēju. Neviens no tiem mūsdienās netiek izmantots jaunās sistēmas izstrādē, taču abos joprojām darbojas programmēšanas termināļi, vecākas operatora saskarnes un mantotie PLC-5 vai SLC-500 kontrolleri ražošanas stāvos, kas nav pilnībā modernizēti.
RS-232 / RS-485
RS-232 un RS-485 nav atsevišķi protokoli. Tie ir fiziskā slāņa standarti, kas nosaka, kā signāli pārvietojas pa kabeli, un tādi protokoli kā Modbus RTU vai DF1 parasti darbojas virs tiem. RS-232 atbalsta vienkāršu punktu-punktu savienojumu nelielos attālumos, ko parasti izmanto kabeļu un pamata HMI saišu programmēšanai. RS-485 atbalsta vairākas ierīces kopīgā kopnē daudz lielākos attālumos, tāpēc joprojām ir ierasts savienot vienkāršus HMI vai trešo pušu instrumentus ar vecākām AB iekārtām. Šīs atšķirības atpazīšana ir svarīga, jo ierīce, kas aprakstīta kā "saderīga ar RS-485", informē par vadiem, nevis obligāti par to, vai tā patiešām var sazināties, izmantojot konkrēto protokolu, kuru sagaida jūsu PLC.
Kad oriģinālā aparatūra vairs nav pieejama
Aprīkojums, kas darbojas ar DH+, DH485 vai pamata seriālajiem savienojumiem, bieži ir gadu desmitiem vecs, un ne vienmēr ir iespējams iegūt precīzu oriģinālo rezerves daļu. Ja tas notiek, parasti ir daži reālistiski ceļi: atrast lietotu vai atjaunotu oriģinālo moduli, pievienot protokola pārveidošanas vārteju, lai savienotu veco tīklu ar jaunāku tīklu, vai saderīga rezerves moduļa iegūšana, kas izstrādāta tā paša mantotā protokola atbalstam. Katrai opcijai ir kompromiss-izmaksas, izpildes laika un ilgtermiņa-atbalstīšanas ziņā, un izvēle starp tām parasti ir atkarīga no pārējās sistēmas attīstības dažu nākamo gadu laikā.
Šis lēmums, protams, noved pie plašāka jautājuma, kas attiecas uz visiem šiem protokoliem: kā jūs izlemjat, kurš no tiem ir patiešām piemērots konkrētajai sistēmai, nevis pēc noklusējuma, kas tika izmantots iepriekšējā reizē?
Sistēmai piemērotā protokola izvēle
Ātrums, mezglu skaits un vide
Trīs faktori parasti nosaka lielāko daļu protokolu lēmumu. Ātruma prasības ir pirmajā vietā: ja jūsu lietojumprogrammai ir nepieciešams mazāks-milisekundes laiks, piemēram, koordinēta kustības vadība, EtherNet/IP ar laika-sensitīvu tīklu vai ControlNet ir piemērots, savukārt vienkāršus uzraudzības uzdevumus var ērti veikt ar daudz lēnākām seriālajām saitēm. Mezglu skaitam ir nozīme tālāk: EtherNet/IP komutētās arhitektūras mērogs, kā arī ierīču skaits pieaug, savukārt autobusu-protokoli, piemēram, DeviceNet, koplieto joslas platumu katrā pievienotajā mezglā, kas kļūst par ierobežojošu faktoru lielākās sistēmās. Vide ir trešais faktors: gari kabeļi vai elektriski trokšņaini apgabali dod priekšroku protokoliem ar spēcīgu trokšņu noturību vai optiskās šķiedras atbalstu, piemēram, ControlNet, izmantojot standarta vara Ethernet vai pamata seriālās saites.
Veco un jauno protokolu sajaukšana
Ļoti maz reālu sistēmu darbojas vienā protokolā no gala līdz galam. Parasti ir EtherNet/IP mugurkauls, kas savieno kontrolierus ar IT tīklu, un DeviceNet vai seriālās saites joprojām apstrādā vecākas lauka ierīces mašīnas līmenī. Protokolu konvertēšanas vārtejas parasti savieno šos tīklus, taču pašai vārtejai ir nepieciešama tāda pati pārbaude kā jebkurai citai ierīcei: pārbaudiet, kuru protokola versiju un programmaparatūras diapazonu tā atbalsta katrā pusē, jo vārteja, kas, šķiet, apstrādā abus protokolus, joprojām var neizdoties pareizi interpretēt noteiktus ziņojumu veidus, ja tās programmaparatūra ir novecojusi. Vārtejas vai pārejas punkta pārbaude reālos darbības apstākļos, nevis pieņemšana, ka tā darbosies, jo datu lapā ir uzskaitīti abi protokoli, ir vērts veltīt papildu laiku pirms pilnīgas izlaišanas.
Sakaru protokola saderība, iegādājoties nomaiņas moduļus
Kāpēc tiek ignorētas protokola specifikācijas?
Kad inženieri novērtē rezerves vai saderīgu moduli, uzmanība, protams, tiek pievērsta lietām, kuras ir viegli salīdzināt: vai detaļas numurs atbilst, vai savienotājs ir piemērots un vai cena ir saprātīga? Protokola saderība bieži tiek pieņemta, nevis pārbaudīta, it īpaši, ja modulis izskatās fiziski identisks oriģinālam. Praksē diviem moduļiem var būt viens un tas pats savienotājs un formas faktors, vienlaikus atbalstot dažādas protokola versijas vai programmaparatūras diapazonus, un šī atšķirība neparādīsies, kamēr ierīce nebūs instalēta un nesazināsies droši vai sazinās ar pārtraukumiem tādā veidā, ko ir daudz grūtāk diagnosticēt nekā pilnīgu kļūmi.
Kas jāpārbauda pirms rezerves vai saderīga moduļa iegādes
Pirms pasūtīšanas ir vērts pārbaudīt sekojošo, salīdzinot ar esošo sistēmu:
- Protokola versija un programmaparatūras diapazons.Apstipriniet, ka rezerves modulis atbalsta to pašu protokola versiju un programmaparatūras pārskatīšanas diapazonu kā ierīce, kuru tas aizstāj, nevis tikai to pašu protokola nosaukumu.
- Komunikācijas ātrums.Pārbaudiet, vai atbalstītais datu pārraides ātrums vai datu pārraides ātrums atbilst tam, kam ir konfigurēts pārējais tīkls, jo neatbilstība var novērst savienojumu pat tad, ja pats protokols ir pareizs.
- Mezgla vai adreses jauda.Kopnes{0}}tīklos, piemēram, DeviceNet vai ControlNet, pārbaudiet, vai nomaiņa atbalsta pietiekami daudz mezglu adrešu jūsu pašreizējam tīkla izmēram, it īpaši, ja sistēma kopš pirmās instalēšanas ir paplašinājusies.
- Fiziskā saskarnes veids.Pārbaudiet, vai savienotāja un kabeļu standarts precīzi atbilst, jo daži moduļi, kas atbalsta vienu un to pašu protokolu, joprojām izmanto dažādus fiziskos savienotājus atkarībā no modeļa paaudzes.
- Nepieciešams konvertēšanas modulis.Ja nomaiņa sākotnēji neatbalsta jūsu sistēmas izmantoto protokolu, nosakiet, vai būs nepieciešama papildu vārteja vai konvertēšanas modulis, un ņemiet to vērā gan izmaksās, gan instalēšanas laikā.
Ja neesat pārliecināts, kā konkrēta rezerves daļa tiek pārbaudīta pret šiem punktiem, mūsu tehniskā komanda var palīdzēt apstiprināt protokola specifikācijas attiecībā pret jūsu esošo iestatījumu, pirms pasūtāt, izmantojot mūsuuzziņu lapa.
Kas notiek, ja saderība netiek pārbaudīta
Dažas shēmas parādās atkārtoti, ja netiek nodrošināta protokola saderība. Nomaiņas modulis ar mazāku programmaparatūras versiju, nekā nepieciešams oriģinālajai ierīcei, var izraisīt neregulārus sakaru pārtraukumus, nevis tīru kļūmi, kas padara kļūmes izsekojamību grūtāk, jo šķiet, ka savienojums darbojas daļu laika. Modulis, kas atbalsta pareizo protokolu, bet ar atšķirīgu noklusējuma saziņas ātrumu, var neizdoties izveidot savienojumu vispār, kamēr ātruma iestatījums nav manuāli izlabots. Tas ir viegli nepamanāms, ja iepriekšējais modulis tiek automātiski-pārrunāts. Un kopņu tīklos ar fiksētu mezgla jaudu, aizstājot ierīci, nepārbaudot atlikušo adrešu telpu, var rasties konflikti ar esošajām ierīcēm, nevis vienkārši neizdodas izveidot savienojumu. Nevienu no šīm situācijām nav grūti novērst, taču to noteikšana pēc instalēšanas prasa daudz vairāk laika{5}}, nekā pārbaude iepriekš.
Ja pašlaik novērtējat nomaiņu vai saderīgu moduli konkrētam Allen-Bradley modelim, mūsu komanda var palīdzēt apstiprināt protokola saderību ar jūsu esošo sistēmu, pirms apņematies veikt pasūtījumu. Jūs varat sazināties ar mums caur mūsukontaktu lapaar modeļa detaļām.
Izplatīti saziņas problēmu novēršanas padomi
Biežākie kļūdu veidi
Lielākā daļa Alena-Bredlija komunikācijas problēmu ietilpst dažās atpazīstamās kategorijās. Taimauts rodas, ja ierīce nereaģē paredzētajā logā, bieži norādot uz bojātu ierīci, bojātu kabeli vai pārslogotu tīklu. Kontrolsummas vai CRC kļūdas norāda uz datu bojājumiem pārraides laikā, ko parasti izraisa elektrisks troksnis vai bojāts kabelis, nevis konfigurācijas problēma. Adrešu konflikti rodas, ja divām ierīcēm vienā tīklā tiek piešķirta viena mezgla adrese, kas var rasties arī pēc tam, kad protokola{4}}neatbilstošs aizstājējmodulis nav pareizi reģistrēts. Vērts atzīmēt: programmaparatūras vai protokola versijas neatbilstība rezerves ierīcē var radīt simptomus, kas izskatās identiski noildzei vai periodiskai kļūmei, kas ir vēl viens iemesls, lai izslēgtu saderības problēmas agrīnā, nevis pēdējā laikā.
Pamata problēmu novēršanas darbības
Pirms padziļinātas diagnostikas sāciet ar pamatprincipiem: pārbaudiet fiziskos savienojumus un kabeļa stāvokli, pārbaudiet, vai ierīces adresācija nav konfliktējusi ar citu mezglu, un pārbaudiet, vai sakaru ātruma iestatījumi atbilst tīklam. Standarta rīki, piemēram, Rokvela RSLinx pārlūkošanai un saziņas testēšanai vai vispārējs tīkla analizators Ethernet{1}}pamatotai trafikai, var palīdzēt sašaurināt, kur tīklā atrodas problēma. Ja šīs pamata pārbaudes neatrisina problēmu, nākamais solis parasti ietver ierīces modeļa un programmaparatūras informācijas apstiprināšanu, izmantojot ražotāja dokumentāciju par konkrēto daļu.
FAQ
Kāds mūsdienās ir visizplatītākais saziņas protokols, ko izmanto Allen{0}}Bradley PLC?
Vai EtherNet/IP un DeviceNet var izmantot vienā sistēmā?
Kādu sakaru protokolu ControlLogix izmanto pēc noklusējuma?
Kā es varu zināt, kuru protokolu atbalsta mans esošais Allen{0}}Bradley PLC?
Kas jāpārbauda pirms rezerves vai saderīga PLC moduļa iegādes?
Vai trešās puses-vai saderīgie moduļi var droši sazināties ar oriģinālo Allen-Bradley aparatūru?
Pēdējās domas
Neviens no šeit aplūkotajiem protokoliem pats par sevi nav īpaši sarežģīts. EtherNet/IP, DeviceNet, ControlNet un vecāki DH+ un seriālie standarti atrisina diezgan specifisku problēmu, un, tiklīdz jūs zināt, kam katrs ir paredzēts, izvēlēties starp tiem jaunai sistēmai parasti ir vienkārši. Faktiski noiet greizi, kad konkrēts modulis ir jāaizstāj un protokola informācija tiek pieņemta, nevis pārbaudīta.
Ja jūsu sistēmā ir Mitsubishi aparatūra kopā ar Allen{0}}Bradley aprīkojumu, mūsu iepriekšējais sadalījumsMitsubishi PLC sakaru protokoliaptver CC-Link, MC protokolu un Modbus tādā pašā praktiskā formātā.
Ja pašlaik iegādājaties rezerves vai saderīgu moduli un vēlaties pārliecināties, ka tas pareizi sazināsies ar jūsu esošo iestatījumu, mūsu komanda pirms pasūtīšanas var pārbaudīt protokola un programmaparatūras informāciju, kas atbilst jūsu konkrētajam modelim. Jūs varat nosūtīt mums sīkāku informāciju, izmantojot mūsukontaktu lapa.
