PLC Jegyzet 07

8/13/2019 PLC Jegyzet 07

1/17

7. Irnytstechnikai hlzatok: ethernet, HART,- Profi s Foudnation Fieldbus.

4.3.5. Irnytstechnikai hlzatok

Az irnytstechnikban bizonyos rendszerbonyolultsg felett a hromszintinformatikairendszerterjedt el. Ez a hrmas tagozds a feldolgozsi ignyekhez igazodik. Az als szintentrtnik az rzkelk jelnek vals idejfeldolgozsa, ill. a beavatkozk jelnek kiadsa. Ez-zel a funkcival kapcsolatos informcik tvitelre az rzkel, beavatkoz terepi buszokat

hasznljk (eszkzszint, device level). Kzpsszinten (automatizlsi szint, control level), aPLC-k, CNC-k, digitlis szablyozk stb. kztti kommunikci zajlik, szintn terepi busz-rendszeren. A felsszinten a termelssel, gyrtssal kapcsolatos informcifeldolgozs fo-lyik, amihez a munkallomsok, szmtgpek, stb. kztti nagy mennyisginformcigyors s nagy tvolsg tvitelre alkalmas ETHERNET-hlzatot hasznlnak (informcisszint). Ezen a szinten a vals idejfeldolgozs ignye nem merl fel. Az elbbieket szemll-tetik a Siemens, ill. Allen Bradley megoldsai.

Felsszint:Kzpsszint:

Als szint:

4.4. ETHERNET-hlzat

SiemensETHERNETPROFIBUS

ASI

Allen BradleyETHERNET

CONTROLNET

DEVICENET

Az ETHERNET a legjobban elterjedt irodai hlzat, amelyet ma mr az irnytstechnikairendszerekben is hasznlnak a hierarchia legmagasabb fokn a nagy adatmennyisgek, mintpl. PLC-programok, receptrk tvitelre, ill. tvdiagnosztikai feladatok megoldsra. Amgkorbban a csatolst kln szmtgppel oldottk meg, ma mr a PLC-be csatlakoztathatETHERNET-interfszt forgalmaznak.

Az ETHERNET az IEE 802.3 szabvnyban definilt CSMA/CD buszhozzfrsenalapul, de az adatkapcsolati rteg feletti szoftverrteget megbzrtegnek(Client Layer) neve-

zik. Az ETHERNET-architektra referenciamodelljt a 4.38. bra szemllteti [12]. A megb-zrteg csomagoknak nevezett adatblokkal mkdik. A megbzrteg a hlzaton val tvitelrdekben a csomagokat tadja az adatkapcsolati rtegnek.


2/17


3/17

143

Az ETHERNET Manchester-kdol s dekdol eljrst hasznl (lsd a 4.1. alfejeze-tet). Ezt a kdolsi mdszert a CSMA/CD szabvny definilja. E kdolsnl minden biten van

jeltmenet: 1-es rtkbitet 0 1 tmenet, 0-s rtkbitet 1 0 tmenet jelenti. A jelt-menet szinkronizlja az adattvitelt. Az adatkdol funkci lteti be az eltagot a keretbe. Adekdol az eltagot eltvoltja, mg mieltt a keret tkerlne az adatkapcsolati rteghez.

Az ETHERNET-specifikciban az adatkapcsolati s fizikai rtegkdol/dekdolfunkciit vezrlkrtyn integrljk, amit a hlzati eszkzbe (PC, PLC) ptenek. Ez a krtyaad-vevegysggel s specilis kbellel kapcsoldik a koaxilis kbelcsatlakozhoz (4.40.bra) [16]. Az ad-vevrendszerint n. vmprcsatlakozvalkapcsoldik a koaxilis kbel-hez. A koaxilis kbel hossza n. vastag ETHERNET esetn max. 500 m s 100 rsztvevcsatlakozhat a kbelre jelismtlnlkl. A vkony ETHERNET-kbel hossza 250 m lehet.

4.40. bra. Tipikus ETHERNET-implementci

A legelterjedtebb ETHERNET-implementci 10 Mbps adatsebessgalapsv adat-tvitelt hasznl koaxilis kbellel, de sodrott rpr s fnykbeles is lehet.

A PLC rendszer ETHERNET-hlzatnak alkalmazsi pldi: tvprogramozs s monitorozs: a 4.41. bra [16] szerint a rendszer valamennyi

PLC-jnek tvprogramozsa s monitorozsa megoldhat;

4.41. bra. PLC-k tvprogramozsa ETHERNET-hlzattal

mail-szolgltats: a 4.42. bra [16] szerint a PLC e-mail zenetet kld hiba detekt-lsakor vagy idegysgenknt;


4/17

4.42. bra. Mail szolgltats

PLC-PLC kztti zenetvlts(4.43. bra) [16];

4.43. bra. PLC-PLC kztti zenetvlts ETHERNET-hlzattalfjltvitel(4.44. bra) [16] valsthat meg a PLC-memria s a PC memrija kztt

4.44. bra. Fjltvitel PLC s PC kztt ETHERNET-hlzattal

HART Varga Attila jegyzetbl is!!!!!

HART kommunikci (Highway Addressable Remote Transducer)

A HART kommunikcis protokoll az elsdigitlis terepi busz, amely frekvencia modulci segtsgvel

tovbbtja az adatokat. A Rosemount cg volt az, aki kifejlesztette sgy dnttt, hogy szabadon felhasznlhatv

teszi.


5/17

A kpen egy 4-20 mA-es tvad kimenete jele lthat piros vonal formjban. Erre a vonalra van rltetve

a HART jel, ami halk ciripelsknt lenne hallhat, ha egy nagyimpedancis erstvel rcsatlakoznnk a tvad

ereire. Kommuniktor vagy modem szksges a jel feldolgozshoz

illetve ellltshoz.

1. bra: Frekvenciamodulci

Ezen a kinagytott kpen lthat, hogy frekvenciamodulcirl van sz, a logikai "1"-nek 1.200 Hz, a "0"-

nak 2.200 Hz felel meg. Ezt hvjk Bell 202 FSK modulcinak. A

kommunikci teht ilyen impulzusok megadott rendszer szerinti

sorozatval trtnik.

2. bra: HARTkommunikci

A HART kommunikci alapveten master-slave tpus, ami azt jelenti, hogy a tvad - mivel slave - csak

akkor szlalhat meg, ha egy msik eszkz, egy master krdezett tle valamit.

A kpen egy tipikus HART kr felptst lthatjuk. Jobboldalt lthatak a bemeneti sorkapcsok, melyekrl

a tpot is kapja a tvad. A tvadval sorba van ktve egy min. 230, max. 1KOhmos ellenlls. Ez FONTOS!! Az

ellenlls garantlja, hogy a kis amplitudj AC jeleket a nem ismert

bemenimpedancival rendelkeztp nem sntli.

3. bra:

HART krfelptse

Alul lthat, hogy a kommuniktor az ellenlls s a tvad kztti szakaszra prhuzamosan csatlakozik.

Egy j csatlakozsi hely pl. a tvad sorkapcsa. Ezutn a kommuniktor krdezhet valamit, a tvad pedig

vlaszol. Teht mindketten kpesek zenetet kldeni, de a slave (a tvad) csak akkor szlalhat meg, ha krdeztk.

4.5.3. PROFIBUS

A PROcess FIeld BUS, rviden PROFIBUS az elsszabvnyostott terepi buszok egyike,amely 1987-ben nmet ipari szabvnyknt indult s 1996-ban vlt nemzetkzi szabvnny. A


6/17

152

PROFIBUS a forrs/cl tpus hlzatok csoportjba tartozik s hibrid (token passing,master-slave, multimaster) tpus buszhozzfrsi eljrst hasznl. A PROFIBUS PC-s mun-kallomsokat, PLC-ket, folyamatirnyt szmtgpeket, adatgyjtket sszefoglal hl-zatknt hasznlatos az RS 485-nek megfelelkialaktsban. A PROFIBUS-hlzat busztopo-lgij, maximlisan ngy szegmensbl llhat, amelyeket jelismtlk kapcsolnak egymshoz.

A szegmensek maximlis hossza fgg a vlasztott tviteli sebessgtl. Egy-egy szegmensbelegfeljebb 32 kszlk csatlakoztathat, belertve a repeater-eket is. A ngy szegmensbl llPROFIBUS-hlzat gy 127 kszlket tartalmazhat.

A PROFIBUS-hlzatra legfeljebb 32 master kapcsolhat. A hlzati adatforgalomkezdemnyezje mindig a master. Tbb master esetn egymst vltva tltik be a hlzatiadatforgalmat kezdemnyezszerepet. A hlzat zembe helyezsekor kell meghatrozni,hogy milyen sorrendben s mennyi ideig tlti be egy-egy master a kezdemnyezszerepet. APROFIBUS-hlzatnak hrom klnbzcl vltozata terjedt el. Ezek: PROFIBUS DP,PROFIBUS PA s PROFIBUS FMS. Mindhrom vltozat protokollja az ISO/OSI modell 1-es, ill. 2-es rteghez illeszkedik, a 3...7 rtegeket nem hasznlja (kivve FMS). A 2-es DataLink rteghez hrom specilis PROFIBUS-rteg csatlakozik, amely biztostja a felhasznlvala kapcsolatot.

A PROFIBUS DP (PROFIBUS for Distributed Processing) a nagy adatmennyisgektvitelre s a terepi kszlkekkel val gyors adatcserre optimalizlt terepi busz szabvnya,amely az ISO/OSI modell 1-es s 2-es rtege szerint van fejlesztve. A fizikai rteg az RS 485szabvny szerinti kialakts. A tovbbi hrom rtege megegyezik a PA-vltozattal.

A PROFIBUS PA(PROFIBUS for Process Automation) szabvnyt a veszlyes iparihlzatok kialaktsra dolgoztk ki s fknt a vegyiparban, energiaiparban terjedt el. Fontos

jellemzje, hogy kter kbelt hasznlnak mind a tpelltsra, mind a jeltvitelre az IEC1158-2 szabvny szerint (4.48. bra) [18].

4.48. bra. PROFIBUS PA busz kialaktsa

A PROFIBUS PA Manchester-kdolst alkalmaz. Az 1-es, 2-es rteg az IEC interfszmiatt nem azonos a DP, ill. FMS vltozatval. Az IEC-szabvny ngyfle kbelt ajnl a PA-hoz: rnykolt csavart rpr, egy vagy tbb csavart rpr rnykolssal, rnykolatlan csavartrpr s rnykolt nem csavart rpr.

A PROFIBUS FMS (PROFIBUS for Fieldbus Message Specification) tipikusan agyrtskzi zenetek vltsra kidolgozott szabvny, amely rugalmas adatmdostst teszlehetv s kzepes mennyisgadatok hatkony kezelst biztostja ciklikusan vagy ese-mnyvezrelt mdon. Az FMS-vltozat az ISO/OSI modell 1-es, 2-es s 7-es rtege szerint

van tervezve. A DP s az FMS ugyanezt a fizikai rteget (RS 485), ill. adatkapcsolati rteget


7/17

153

(Fieldbus Data Link, FDL), valamint ugyanazt az rnykolt sodrott rprbl ll kbelt hasz-nlhatja.

A PROFIBUS buszrendszert rendszerint 9 plus csatlakozval alaktjk ki. Azegyes PROFIBUS-vltozatok fjellemzit a 4.5. tblzatban [18] foglaltuk ssze.

4.5.tblzat. PROFIBUS-vltozatok

Tpus Nemzetkziszabvny

Alkalmazs Tipikus llomsok llomsok szma

PROFIBUS EN 50170 nagy sebessg analg s digitlis esz- 127DPPROFIBUSPA

EN 50170adatkommunikci kzk, tvoli I/O-kkommunikci tvadk, szelepek, sza-veszlyes ipari blyozkkrnyezetben

31

PROFIBUS

FMS

EN 50170

Max. adat

rugalmas zenet-

vltsokvlaszid

programozeszkzk, 127

PC-k, PLC-ktvolsg tviteli kzeg

PROFIBUSDP

PROFIBUSPA

PROFIBUSFMS

244 bjt

244 bjt

244 bjt

1 ms (12 Mbpssebessg esetn)

100 ms (31, 25Kbps sebessgesetn)60 ms (1,5 Mbpssebessg esetn)

max. 90 km

1,9 km/szegmens

max. 90 km

rnykolt, sodrottkbel vagy fny-kbelrnykolt, kteressodrott kbel

rnykolt, sodrottkbel vagy fny-kbel

Siemens S7-400 eszkzkbl felptett PROFIBUS-hlzatot mutat be a 4.49. bra.Az informatikai rendszer felsszintjn a mrnki llomsok vannak, amelyek az ipariETHERNET-re kapcsoldnak. A PROFIBUS DP buszrendszert az S7-400 PLC-ben elhelye-zett mastermodul lltja el. A PROFIBUS DP buszra tovbbi PLC-k s ms vezrl-,szablyozeszkzk csatlakozhatnak.

4.49. bra. PROFIBUS-hlzat (Siemens)


8/17

154

A 4.49. brn aHART protokollszerinti csatlakozsi felletet is berajzoltuk. A HART(Highway Addressable Remote Transducer) a PROFIBUS-tl fggetlen szabvny, amelynlegyparamter-belltsra s diagnosztikra hasznlhat digitlis jelet modullnak a 420mA-es szabvnyos ramjelre. A mrsi adatok tnyleges tvitele analg, a 420 mA-esramjel formjban. MegfelelHART-multiplexereket s kapukat (gateway) hasznlva lehe-

tsg van egy magasabb szintbuszrendszerhez val csatlakozsra.A PROFIBUS-rendszer specilis csatolelemei:

DP/PA tjr: a 45,45 Kbps sebessgDP s a 31,25 Kbps sebessgPA vltozatkztti tjr;

OBT: optikai buszterminl; OLM: optikai vonalcsatol modul.

A PROFIBUS-hlzat kialakthat tisztn elektromos kbelezssel, tisztn optikai k-belezssel vagy vegyes (optikai/elektromos) kbelezssel. Ez utbbi clt szolgljk az OBT,ill. OLM csatolmodulok. Siemens eszkzkkel felptett vegyes kbelezsPROFIBUS-

rendszert szemlltet a 4.50. bra [14], amely szerint az egyes llomsok elektromos kbele-zssel kapcsoldnak az OLM modulokra. Az optikai kbellel az sszekttetst biztostjk.Vegyes kbelezssel busz-, ill. csillagtopolgia egyarnt kialakthat.

4.50. bra. Vegyes kbelezs

PROFIBUS hlzat4.5.3.1. PROFIBUS keretformtuma

A referenciamodell 2-es rtege szerint definilt keretformtumokat a 4.51. bra [18] mutatja.

tvitel sorn a kvetkezhibkat lehet detektlni:

karakterformtum-hiba (paritshiba, kerethiba stb.); protokollhiba; start- s vghatrol-hiba; keretellenrzbjthiba; telegramhosszhiba.

Hibs telegramdetektlskor a vtel automatikusan megismtldik.


9/17

Jellsek:

LSCSD1 s SD4LE

DASAFCData UnitFCSED

155

4.51. bra. PROFIBUS telegramformtumok

informci hossza (Length of the Information Field)nyugtzkarakter (Single Character)startbjt (Start Delimiter)informcis mezbjtjainak szma (Length Bjt)

clhelycmbjt (Destination Address)forrscmbjt (Source Address)vezrlbjt az zenet felhasznlshoz (Frame Control)adattestkeretellenrzbjt (Frame Check Sequence)zrbjt (End Delimiter)

4.5.3.2. PROFIBUS kommunikcis kapcsolata

Egy PROFIBUS-hlzat esetn mr a konfigurlskor meg kell adni, hogy mely rsztvevkfognak egymssal adatot cserlni. Ezt kommunikcis kapcsolatokkal (sszekttetsekkel)lehet definilni, amelyek bekerlnek minden egyes rsztvevkommunikcis kapcsolati tb-ljba (KLB).

Alapveten megklnbztetnk kapcsolatfelptses s kapcsolatfelpts nlklikommunikcit. A minden rsztvevnek (broadcast) s a rsztvevk egy csoportjnak(multicast) szl zenetek jelentik a kapcsolatfelpts nlkli kommunikcit, amelynl azzenet kldje nem kap nyugtzst arrl, hogy zenete a vevhz megrkezett-e.

A kt rsztvevkztti kommunikci mindig kapcsolatfelptses, ilyenkor az adat-csere eltt fel kell pteni a kapcsolatot. A kapcsolat kt partnere lehet kt master (aktv rszt-vev) vagy egy master s egy slave (passzv rsztvev). Az adatforgalom lehet ciklikus vagy

aciklikus kezdemnyezs(4.52. bra).


10/17

156

4.52. bra. PROFIBUS kapcsolatfelptses s kapcsolatfelpts nlklikommunikcija

A 4.52. bra szerint kapcsolatfelptses kommunikci esetn master-master kapcso-lat nem ciklikusan, hanem esemnyvezrelten jn ltre, mg a master-slave kztti kapcsolat-felvtel ciklikus s nem ciklikus is lehet. A kapcsolatfelptses kommunikci mindig azo-nos: kapcsolat felptse, adatcsere s a kapcsolat felbontsa. A folyamat megvalstshoz akommunikci kapcsolati tbljban definilni kell pl. a megszltand rsztvevcmt vagya kapcsolat tpust.

4.5.4. Foundation Fieldbus

A Foundation Fieldbus [19] mintegy 150 irnytstechnikai vllalat 1996. vi alaptvnya ltaldefinilt elllt/felhasznl tpus terepi buszt jelenti. Kifejlesztse sorn alapvetszem-pont volt egy olyan egysges rendszer definilsa, amelyben problmamentesen sszekap-csolhatk a klnbzgyrtktermkei. A Foundation Fieldbus szles krtmogatottsgtgarantlja, hogy a kialaktsban rszt vllal tbb mint 120 cg a vilg folyamatirnytsi

piacnak 80 %-t mondhatja magnak. A rsztvevvllalatok maguk alaktjk ki a sajt ter-mkk illesztshez szksges interfszeket.

A Foundation Fieldbus esetn minden eszkz magban hordozza a vele kapcsolatosadatfeldolgozsi mveletekhez szksges processzorteljestmnyt s memrit, gy a rendszerbvtse egyszeren az j eszkz csatlakoztatsbl ll. A kzponti egysgek feladata csak azemberi kezelfellet biztostsa, s a magas szintfolyamatirnyts (pl. kltsgoptimalizlszablyozs vagy receptrakezels) koordinlsa. Kevesebb feladat kevesebb helyet ignyel,gy eltnik a kzponti mszerterem.

A Foundation Fieldbus intelligens egysgekrepl, ahol a vezrlsi, szablyozsi al-goritmusok elosztottan kzvetlenl az I/O eszkzkn folynaks a kzponti egysgek feladataaz osztottan foly feldolgozs irnytsa s szervezse. A Foundation Fieldbus a msodik ge-nercis DCS rendszerek kialaktst tmogatja.

4.5.4.1. A Foundation Fieldbus H1 technikja

A busz adattviteli kzege: rnykolt,sodrott rpr. Az eszkzk kzvetlenl a fieldbus-tlkapjk a feszltsget. Az egyenram tpfeszltsg rtke 9-tl 32 V-ig terjedhet. A H1


11/17

fieldbus-nl lehetsg van sztgazs (fa) s legazs (T) kiptsre. (A fkbel mindktvgn RC-tagbl ll lezrsok vannak.)

A kbelezs sszes hosszanem haladhatja meg az 1900 mtert. A vezetk hosszt gykapjuk meg, hogy sszeadjuk a gerincvezetk hosszt s az sszes legazs hosszt. Ameny-nyiben a legazs hosszrl dnteni lehet, akkor annl jobb, minl rvidebb. A legazs hosz-szt korltozza a legazsok szma s a legazsokhoz kapcsold eszkzk szma. A 4.6.tblzat sszefoglalja a legazs maximlis megengedett hosszt a szegmensben lvlegaz-

sok szmnak fggvnyben. 4.6. tblzat. A legazsok maximlis hossza az FF Bus esetnEszkzk szma Legazs maximlis hossza

25-3219-2415-1813-141-12

1 m30 m60 m90 m

120 m


12/17


13/17

159

Adatkapcsolati idszinkronizls: a LAS idnknt kikld egy idszinkronizl(TimeDistribution, TD) zenetet a fieldbus-ra, hogy valamennyi eszkzben azonos legyen a rend-szerid. Ez azrt fontos, mert mind a fieldbus-on vgbementemezett kommunikcik,mind a felhasznli alkalmazsban a funkciblokkok temezett vgrehajtsnak ez az alapja.

Vezrjel-tovbbts: a LAS az llistban szereplvalamennyi eszkznek kikld egy

vezrjel-tovbbt (Pass Token, PT) zenetet. Az eszkz akkor tovbbthat nem temezettzeneteket, amikor megkapja ezt a vezrjelet.

LAS-redundancia: egy fieldbus-nak tbb kapcsolatvezrlje (LAS) is lehet. Amennyi-ben az aktulis LAS meghibsodik, akkor a kvetkezkapcsolatvezrllesz a LAS, s afieldbus tovbb mkdik. A fieldbus a LAS meghibsods esetn is zemkpes marad.

4.5.4.4. Virtual Communication Relationships

A Virtual Communication Relationships (VCR) a gyorstrcszshoz hasonl, memrivalrendelkeztelefonkszlk. Egy nemzetkzi hvs lebonyoltsnl sok szmjegyet kell tr-cszni, a nemzetkzi hvs kdjt, az orszg kdjt, a vros kdjt, valamint a telefonszmot.Ezt az informcit csak egyszer kell berni, majd hozz kell rendelni a gyorstrcsz szmot.Ezutn mr csak ezt a szmot kell betni, s a kszlk vgrehajtja a hvst. Hasonl konfigu-rls utn csak a VCR-szmra van szksg ahhoz, hogy az eszkz a msik eszkzzel kommu-niklni tudjon a fieldbus-on. A VCR-eknek az albbi tpusai vannak.

Kliens/szerver VCR

Amikor egy eszkz vezrjelet (PT) kap a LAS-tl, zenetkrst kldhet a fieldbus-ra csatla-koz valamelyik msik eszkznek. Az zenetkreszkzt kliensnek, a krst fogadeszkztszerverneknevezik. A szerver akkor kldi el a vlaszt, amikor a LAS-tl megkapja a vezr-

jelet (PT). A kliens/szerver VCR tpust hasznljk a kezelltal kezdemnyezett krsek to-vbbtsra (alaprtk-vltoztats, hangolsi paramterek elrse s megvltoztatsa, alarm-nyugtzs, eszkzinformcik feltltse s letltse).

JelentsterjesztVCR

Amikor egy esemnyjelentsselvagy trendjelentsselrendelkezeszkz a LAS-tl megkapjaa vezrjelet (PT), akkor zenett elkldi a virtulis kommunikcis kapcsolathoz (VCR)rendelt csoportcmre. A jelentst minden olyan eszkz megkapja, amelyet gy konfigurltak,hogy figyeljen az adott VCR-re. A jelentsterjesztVCR tpust a fieldbus-ra csatlakoz esz-kzk tipikusan arra hasznljk, hogy alarmjelzseket kldenek a kezelpultoknak.

Kzl/elfizetVCR

A kzl/elfizetVCRtpust egy eszkz fell tbb eszkz fel irnyul pufferelt kommunik-cira hasznljuk. Amikor egy eszkzhz adatkrs (CD) rkezik, az eszkz kiadja vagy kzlizenett a fieldbus-ra csatlakoz sszes eszkzzel. Elfizetknek nevezzk azokat az eszk-zket, amelyek venni kvnjk a kzlt zenetet.

A CD a LAS-ban temezhet, de az elfizetk nem temezett mdon is kldhetnekadatkrzenetet. A VCR paramtere hatrozza meg, melyik mdszert hasznljuk.

A kzl/elfizetVCR tpus segtsgvel a terepi eszkzk ciklikusan s temezettmdon kzzteszik a felhasznli alkalmazs funkciblokk-bemenett s kimeneteit (pldultechnolgiai vltoz, azaz a mrt rtk PV s primer kimenet, OUT a fieldbus-on).


14/17

4.5.4.5. Felhasznli alkalmazsblokkok

160

A Foundation Fieldbus a kvetkezszabvnyos felhasznlblokkokat hatrozta meg: erfor-rsblokk, funkciblokk s jeltalakt blokkok.

Erforrsblokk

Az erforrsblokka fieldbus-ra csatlakoz eszkz jellemzit rja le (eszkz neve, gyrtja sgyrtsi szma, stb.).Minden eszkzben csak egy erforrsblokk van.

Funkciblokk

A funkciblokkok (FB) hatrozzk meg a folyamatirnyt rendszer viselkedst. A funkci-blokkok bemeneti s kimeneti paramterei sszekapcsolhatk a fieldbus-on. Az egyes funk-ciblokkok vgrehajtsa pontosan temezett. Minden fieldbus tbb funkciblokkot tartalmaz-hat. A Foundation Fieldbus az alapszablyozshoz a 10 szabvnyos funkciblokkot definil:

Funkciblokkok neve

Analg bemenetAnalg kimenetErstsSzablyozvlasztDiszkrt bemenetDiszkrt kimenetKzi tltArnyos/differencilArnyos/integrl/differencilArny

Jele

AIAOBCSDIDOMLPDPIDRA

A fejlett szablyozsokhoz tovbbi 19 szablyozsi funkciblokkot definil a szab-vny. gy egy teljes szablyozkr felpthetegyetlen tvadval s egy szablyozszeleppela Foundation Fieldbusra kapcsolva.

Jeltalakt blokkok

Ajeltalakt blokkoklevlasztjk a funkciblokkokat az rzkel- vagy a beavatkozhardverleolvasshoz szksges helyi bemeneti/kimeneti funkcikrl. Tartalmazzk az rzkeltpu-sa, mrstartomnya vagy a kalibrls dtuma adatokat. Rendszerint minden bemeneti vagykimeneti funkciblokkhoz egy jeltalakt blokktartozik.

A trendelemek (Trend Objects) teszik lehetv a funkciblokk paramtereinek helyitrendkpzst, amihez hozzfrhetnek a kzponti szmtgpek s ms eszkzk.

Afigyelmeztetelemek(Alert Objects) lehetv teszik az alarmok s esemnyek jelz-st a fieldbus-on.

A ltvnyelemek(View Objects) a blokkparamterek halmazainak elre meghatrozottcsoportjai, amelyek felhasznlhatk az ember/gp kapcsolatban. A funkciblokk-specifikciminden blokktpushoz ngy kpet definil.

Funkciblokk-szinkronizls

A funkciblokkokat pontosan meghatrozott idkznknt s meghatrozott sorrendben kellvgrehajtani ahhoz, hogy a folyamatirnyt rendszer megfelelen mkdjn. A rendszerke-zels szinkronizlja a funkciblokkok vgrehajtst s a funkciblokk-paramterek tovbbt-

st a fieldbus-on.


15/17

161

A rendszerkezels ms fontos rendszerjellemzket is kezel, pl. a rendszeridszinkro-nizlst az sszes eszkz kztt, az automatikus tkapcsolst egy tartalk idkzlre, az esz-kzcmek automatikus felosztst, valamint a fieldbus-on lvparamternevek vagy tervjelekkeresst.

A Foundation Fieldbus funkcija a rendszerra szinkronizlsa. Ennekkvetkeztbenaz eszkzk idblyeggel tudjk elltni az adatokat a fieldbus-hlzat valamennyi pontjn.Amennyiben a fieldbus-on van tartalk rendszeridkzl, akkor a tartalkkzlaktivizldik,ha az addig mkdidkzlmeghibsodik.

4.5.4.6. A Foundation Fieldbus specilis szolgltatsai

A Foundation Fieldbus specilis szolgltatsai: eszkzcmkioszts, tervjelkeresszolgltats,eszkzlersok, eszkzler tokenizls, kompatibilits.

Eszkzcmkioszts

A fieldbus-ra csatlakoz valamennyi eszkznek rendelkeznie kell egy megklnbztethl-

zatcmmels egyfizikaieszkz-azonostvalahhoz, hogy a fieldbus megfelelen mkdjn. Arendszerkezelvel automatikasan vgrehajthat a hlzati cmek kiosztsa, gy nincs szksga cmbell kapcsolkra.

Egy j eszkz a kvetkezk szerint kap j hlzati cmet:

a konfigurleszkzn keresztl az j eszkz kap egy fizikaieszkz-azonostt,offline mdon a mhelyben, de jellemzen online mdon a fieldbus-on keresztl, alaprtel-mezett hlzati cmek alapjn;

az alaprtelmezett hlzati cmek hasznlatakor a rendszerkezelbekri az eszkzfizikai azonostjt. A rendszerkezela fizikaieszkz-azonost alapjn keresi meg az j h-lzati cmet egy konfigurcis tblzatban. Majd specilis cmbellt zenetet kld az esz-

kznek, aminek hatsra az eszkz az j hlzati cmre kerl; ugyanez a folyamat megismtldik minden olyan eszkzre, amely alaprtelmezett

cmen lp a hlzatba.

Tervjelkeresszolgltats

A kzponti rendszerek s hordozhat karbantart eszkzk mkdshez szksges atervjelkeress, amely az eszkzket vagy vltozkat kutatja.

A tervjelkeressrefelszlt zenet a fieldbus-ra csatlakoz sszes interfszeszkzhzeljut. Amikor az zenet berkezik, minden interfsz megnzi terepi eszkzei kztt a keresetttervjelet, teljes tvonal-informcitkld, ha a tervjelet megtallja. Az tvonal ismeretben a

kzponti rendszer vagy a karbantart eszkz hozzfrhet az adott tervjel adataihoz.Eszkzlersok

A fieldbus-ra csatlakoztathat eszkzk fontos kvetelmnye a kompatibilits.Elrshez azeszkzler (Device Description, DD) technikt alkalmazzk.

A DD-k a szemlyi szmtgp (PC) meghajtihoz hasonlk, amelyekkel a szmt-gp klnbznyomtatkat s ms eszkzket mkdtet. Brmilyen fieldbus-kompatibilisfolyamatirnyt rendszer vagy kzponti szmtgp hasznlni tudja az eszkzt, ha rendelke-zik az eszkz DD-jvel.


16/17

Eszkzler tokenizls

162

A DD megrshoz szabvnyos programozsi nyelvet hasznlhatnak, amelyet eszkzlernyelvnek neveznek (Device Description Language, DDL). A Foundation Fieldbus (FF) azsszes szabvnyos funkciblokkhoz s jeltalakt blokkhoz ad DD-ket. Az eszkzszlltkeszkzeikhez kiegsztDD-t ksztenek, amit specilis jellemzkkel, pl. kalibrlsi s diag-nosztikai eljrsokkal egsztenek ki.

A Foundation Fieldbus a szabvnyos DD-ket egy CD-ROM-on forgalmazza. A fel-hasznl a kiegsztDD-t vagy az eszkz szlltjtl, vagy a Foundation Fieldbus-tl sze-rezheti be. A kiegsztDD-k kzvetlenl kiolvashatk az eszkzbl is a fieldbus-on keresz-tl, amennyiben az eszkz tmogatja a feltltsi szolgltatsokat. A Foundation Fieldbusegyik ttralkalmazja a Fisher Rosemount (Delta V rendszer).

Kompatibilits

Minden gyrt minden eszkzkompatibilitsi tesztjrl jelentst kld a Foundation Fieldbusszmra. A jelentsben szerepelnek az eszkzben lv ltalnos, funkciblokk-, jeltalakt

blokk- s gyrtspecifikus paramterek. Az eszkzlers beolvassval brmilyen kzpontirendszer egytt tud mkdni az eszkzben szereplsszes paramterrel.

A Foundation Fieldbus a PROFIBUS-os rendszerekkel szemben egyetlen vltozatbankszl, teht gyrtfggetlen. Ma mr a Foundation Fieldbus illesztje egyetlen csipen integ-rlteszkz, amely beptheta terepi mr- s tvad eszkzkbe. A Foundation Fieldbuselszben valstja meg az elosztott automatizls s az elosztott informcikezels elvt,ezltal megteremti a felttelt a DCS-rendszerek msodik genercijnak kialaktshoz. AFoundation Fieldbus-t a Fisher Roseomunt dolgozta ki elsknt, s erre ptette a PlantWebarchitektrt. A PlantWeb architektra Foundation Fieldbus topolgijt a 4.53. bra szemll-teti.

4.53. bra. PlantWeb architektra Foundation Fieldbus topolgival

A rendszer 36 fieldbus-szegmenset kpes kezelni, szegmensknt max. 16 eszkzzel. APlantWeb architektra Foundation Fieldbus nyitott irnytrendszer (Open Control System),amelyhez minden gyrt csatlakoztathatja termkt.

A Foundation Fieldbus msik fejlesztsi irnya a H1 jel, elssorban terepi mszerekkommunikcijt szolgl busz mellett a nagyobb adattviteli sebessget ignylalkalmaz-sokat kiszolgl terepi busz kifejlesztse, amelynek alapja a 100 Mbps sebessg, n. HighSpeed Ethernet. Az elzekbl lthat, hogy a FF nem kifejezetten a PLC-khez, hanem a

DCS-rendszerekhez kifejlesztett terepi buszrendszer.


17/17

Documents

PLC Jegyzet 07