Automatizační systémy IAutomatizační systémy I

část 3.část 3.

2

Komunikace v aut. systémechKomunikace v aut. systémech Základní pojmy

– rozhraní– komunikační protokol– sdělovací kanál – sběrnice

– přenosová rychlost– modulační rychlost– přenosový výkon

Datové spoje– signál: analogový, číslicový– rychlost: malá, střední, vysoká– přidělení spoje uživateli: pevné, komutované spoje– vztah ke spoji: soukromý, veřejný, propůjčený spoj– směr přenosu: simplexní, poloduplexní, duplexní provoz

3

Přenosová médiaPřenosová médiadvoulinkakroucená dvoulinka (geometricky přesné)stíněná kroucená dvoulinkakoaxiální kabelsvětlovody – optická vláknaIR zářeníklasické bezdrátové spojespektrální rádiové spojedružicové spoje

4

Způsob přenosuZpůsob přenosusériový, paralelní, sérioparalelnísynchronní, asynchronní, arytmickýzabezpečení

– trasa, druh energie, technologie– zálohování, stínění, filtrace, zpětná vazba

kódování (detekční kódy):– parita (lichá, sudá, příčná, podélná, parita parit)– CRC

5

RozhraníRozhraní paralelní: Centronix, IEEE 488

– signál TTL, 15 m, max. 1Mb/s sériová proudová smyčka

– max. 100 m, max. 20kb/s, signál 0/20 mA HART = analogová proudová smyčka

4 – 20 mA + binární signál1,2 kHz = 1, 2,2 kHz = 0, amplituda = 0,5 mA– max. 3000 m, 1,2 kb/s

RS232C – propojení 2 zařízení– max. 20 m, max. 20 kb/s, ±25 V (u PC 0/5V)

RS 423 – max. 1 vysílač a 10 přijímačů– max. 1200 m, 10 Mb/s, 100 Ω

RS 485 – max. 16 vysílačů, 32 přijímačů– max. 1200 m, 10 Mb/s, 100 Ω

6

Datové sítěDatové sítě spojová pyramida – technolog. a admin. část

– senzory, akční členy, propojovací pole– měření a řízení, automatizace, management– vývoj a konstrukce, administrativa

síťové standardy– Arcnet (sběrnice/hvězda, 2,5 Mb/s, 6,5 km,

255 stanic, koax, logický kruh, sběrnice)– Token ring (fyz. i log. kruh,do 16 Mb/s,

250 stanic, twisted pár)– Ethernet (sběrnice, hvězda, více variant řízení)

10 Mb/s (koax), 100 Mb/s (twist pár), 1Gb/s (optika) LAN, MAN, WAN

7

Referenční model OSIReferenční model OSI7. aplikační vrstva: přístup aplikací k síti, služby

emailu, správa sítě,gateway (brána)

6. prezentační vrstva: konverze a kódování dat, 5. relační vrstva: synchronizace a řazení dat4. transportní vrstva: koncoví uživatelé3. síťová vrstva: adresní a směrové protokoly

router (směrovač)2. spojová vrstva: synchro, parita, rámce,

bridge (most)1. fyzická vrstva: kabely, konektory, signál,

repeater (opakovač), hub (rozbočovač) převodník, tvarovač

8

Proces Field Bus = PROFIBUSProces Field Bus = PROFIBUS normalizována 1987 v Německu (Siemens)

český termín = polní instrumentace určena pro přenos dat ve spodní a střední výkonové třídě v

blízkosti technologií (pro senzory, regulátory a PLC) sběrnicová topologie, médium RS 485 přístupové metody

– Token passing, Master-Slave, Hybridní Profibus FMS (fieldbus message specification)

typy rámců:– řídící, datový pevný (8B), datový proměnný (1-246B)

Profibus DP (decentral periferie): pro snímače a akční členy

Profibus PA (power aplication): speciální dvoudrát pro data i napájení

9

Standardizace prům. sběrnicStandardizace prům. sběrnic Profibus, CAN, Modbus, Interbus, AS-i 1994 založena FF (fieldbus foundation) mezinárodní standard IEC 61158 verze:

– H1: 31,25 kb/s, 1900 m,– H2: 1 / 2,5 Mb/s, 750 / 500 m

výhody:– výrobky různých výrobců na 1 sběrnici– rychlejší monitorování– vyhledávání adres a ochrana před duplicitou adres– levnější instalace– menší náklady na uvedení do provozu– větší spolehlivost

10

Infračervené sítěInfračervené sítě bezdrátový přenos pro max. 255 členů otevřený poloduplexní provoz horizontální vzdálenost do 40 m vertikální vzdálenost cca 22 m šíření signálu za překážky pomocí IR relé stanic snadné rozšíření sítě propojení pomocí IR vazebního relé a kabelů do

100 m 3 části IR telegramů:

– datové bity (proměnná délka)– adresové bity (identifikace vysílače a přijímače)– kontrolní bity (omezení chyb přenosu)

11

Vizualizace technolog. procesůVizualizace technolog. procesů

vizualizace stavu technologického procesu= schématické znázorňování stavu a funkcetechnologických zařízeníCOROS – SiemensControl View – Allen BradleyViP – FESTOInTouch – WonderwareMonitor Pro – SchneiderPromotic – Microsys

12

Výhody vizualizaceVýhody vizualizacepřehledná a souhrnná informacesnadná dostupnost informacíusnadněné monitorování výr. procesůautomatická tvorba protokolů o výroběautomatická tvorba dokumentace o

alarmech (zjištění příčin)možnost analýzy dat k detekci chybmožnost získání statistických údajů o

výrobním zařízení (vytížení …)možnost školení obsluhy v simulačním

režimu

13

Požadavky vizualizačního swPožadavky vizualizačního swHW

– výkon PC pro realtimeový chod aplikace(procesor, jeho takt, RAM, grafika, HDD, vstupní periferie, porty …)

SW– operační systém s realtimeovým jádrem

(UNIX, DOS, Windows)– generátory vestavných systémů (MS Win) s

realtime nadstavboucenová relacepoprodejní servis

14

Kriteria hodnocení tvorby v.p.Kriteria hodnocení tvorby v.p. grafický editor knihovny oborových prvků tvorba vlastních symbolů a objektů typy a počet grafických elementů typy a počet dynamizačních funkcí podpora receptů a dávek příkazů počet proměnných na 1 obrazovce max. počet prvků a obrazovek podporované formáty souborů matematické funkce tvorba uživatelských menu podpora alarmových hlášení systém uživatelských a přístupových práv

15

Kriteria provozu v.p.Kriteria provozu v.p. práce v reálném čase a v síti seznam podporované techniky (řady PLC, snímačů …) podpora různých výrobců PLC v jednom projektu aktivní funkce ovládání – řízení parametrů obsluhou podpora receptů (editování a zasílání do procesu) podpora průběžného protokolování podpora sledování alarmů a tvorba hlášení max. rychlost obnovy obrazovky min. doba vzorkování procesu max. počet vzorkovaných proměnných celkem a na 1 obrazovce podpora více monitorů v rámci 1 projektu lupa částí procesu počet současně otevřených oken periferie pro komunikaci s obsluhou práce v simulačním režimu

16

Děkuji za pozornostDěkuji za pozornost