Como uma tecnologia de rede de controle de campo, o fieldbus é considerado a extensão da rede de dados pública no campo de controle de movimento. Sua ascensão oferece uma nova oportunidade para o desenvolvimento da própria tecnologia de controle automático. O fieldbus pode usar uma variedade de meios (vários modos com e sem fio) para transmitir sinais digitais. Em dois fios pode ser conectado a dezenas de equipamentos de controle automático, pode economizar muitos cabos, estrutura de slot, peças de conexão. Reduza a carga de trabalho do projeto, instalação e manutenção do sistema. Fieldbus forma um sistema de controle completo que está realmente espalhado no campo, melhora a confiabilidade do sistema de controle e enriquece o conteúdo de informação do equipamento de controle. Cria condições para que as informações de controle entrem na rede pública de dados, comunica a conexão entre os equipamentos de controle de campo e a rede de gerenciamento de controle superior, facilita a integração da rede de controle e a rede de dados, facilita a transmissão remota de sinais e automação remota ao controle.
1. Fieldbus é uma estrutura de sistema de controle
O sistema de controle Fieldbus é uma nova geração de sistema de controle descentralizado baseado na tecnologia fieldbus, que possui estrutura de rede plana, abertura, interoperabilidade, dispersão completa de funções de controle convencionais e método de configuração de estratégia de controle unificado.
2. Aplicação típica do sistema de controle de movimento fieldbus:
PC mais controlador de movimento digital independente mais atuador=sistema de controle de movimento aberto
Tela sensível ao toque mais controlador digital independente mais atuador=sistema de controle de movimento aberto
Estas duas estruturas são a direção de desenvolvimento do sistema de controle servo e tecnologia de controle de movimento. Ele pode fazer uso total dos recursos do PC e da tela sensível ao toque, concluir o desenvolvimento de aplicativos do usuário pelo software de terceiros e enviar as instruções do programa gerado para o controlador de movimento, que traduz continuamente o comando de posição atualizado (curva de movimento) e envia para o driver através da linha principal de comunicação, e o driver do motor irá transmitir a eletricidade de controle para o motor, de forma a completar o posicionamento requerido pelo comando. Em um sistema multieixo, um único controlador pode controlar vários motores ou drivers. O servo motor é o principal componente executivo, completa a ação específica. O barramento conecta dispositivos dispersos de medição e controle com capacidade de comunicação e dispositivos de controle de acionamento como nós de rede para formar uma rede de controle que pode se comunicar entre si e concluir tarefas de controle automático juntas
O sistema de automação industrial Ethernet está se desenvolvendo em direção à rede e ao controle inteligente em tempo real, de modo que a comunicação se tornou a chave e a demanda do usuário por protocolo de comunicação unificado e rede é cada vez mais urgente. Por outro lado, o rápido desenvolvimento da Intranet/Internet e outras tecnologias de informação exige que as empresas realizem uma integração abrangente e contínua de informações desde a camada de controle de campo até o nível de gerenciamento e forneçam uma infraestrutura aberta. Quanto à incerteza e desempenho em tempo real de Ethernet é ruim, tem sido o uso de hub inteligente, função de comutação ativa, introdução prioritária e fiação duplex e assim por diante, basicamente resolvido. Ao aumentar a taxa de transmissão de dados, escolhendo cuidadosamente a topologia da rede e limitando a carga da rede, a probabilidade de colisão de dados pode ser minimizada.
Há também várias organizações internacionais trabalhando para colocar a Ethernet no controle. Este padrão permitirá que a rede veja "objetos".
Sistema de controle de movimento em rede integrado (NCS) O controle de movimento (servo) é para controlar e gerenciar a posição e a velocidade das peças móveis mecânicas em tempo real, para que possam se mover de acordo com a trajetória esperada e os parâmetros de movimento especificados. O sistema de controle de movimento de estrutura aberta é um tipo de sistema de hardware e software modular, reconfigurável e extensível.
A figura acima mostra a arquitetura do controlador de movimento embarcado. Pode ser visto na figura que o controlador de movimento é dividido em duas partes principais: módulo de comunicação de rede e módulo de controle de movimento. O módulo de comunicação de rede se conecta diretamente à Internet e obtém comandos de controle do console de acordo com o protocolo de comunicação pré-determinado e, em seguida, fornece os comandos ao módulo de controle de movimento. O módulo de controle de movimento está conectado diretamente com o driver do motor. Depois de analisar e julgar o comando, o sinal de controle do motor correspondente é enviado ao motor. Além disso, o resultado da execução do comando também é devolvido ao módulo de comunicação de rede, que então retorna ao console pela rede.
Principais recursos do controlador de movimento incorporado:
1. Expansão do eixo de movimento A placa-filha é usada para expandir o eixo de movimento no controlador. Vários controladores podem ser conectados em rede usando a rede de fibra óptica para controlar mais eixos. Eixo de passo (pulso mais direção) e eixo do servo (instrução analógica mais feedback de posição) podem ter configuração mista.
2. Expansão de entrada e saída digital
3. Expansão da entrada e saída analógica
4. Extensão da interface de feedback de posição (A/B/Z, SSI, SIN/COS)
5. Extensão da interface Fieldbus: CAN, SERCOS, EtherNet, ProfiBus, DeviceNet, ModBUS, HostLink, etc
"Dispositivos de campo com Ethernet e servidores de Internet embutidos logo serão uma realidade", prevê Horst Kohlbert, gerente de produto de rede da Siemens Energy & Automation, sugerindo que a Ethernet industrial está prestes a entrar no nível de controle de campo.
A Ethernet é a melhor solução para controlar a rede no futuro e se tornará o fieldbus dominante, mas a tecnologia fieldbus não sairá facilmente do mercado existente e vários fieldbuses podem aprender uns com os outros para melhorar ainda mais. Todos os tipos de fieldbuses têm um certo foco técnico e complementaridade de campo de aplicação, mais autoritário em um determinado aspecto. A coexistência de vários fieldbuses não é propícia ao investimento de usuários e fabricantes. Um grande número de padrões de barramento é igual a nenhum padrão. O florescente e florescente desenvolvimento da tecnologia fieldbus.
O sistema de controle de rede requer que o barramento de campo usado no campo de controle seja uma rede de interconexão digital com alto desempenho de rede, que tenha interoperabilidade e abertura. A interconexão digital é a característica básica da rede. A interoperabilidade requer a adoção de padrões e protocolos uniformes. Abertura significa que a tecnologia é aberta e amplamente utilizada. Agora é uma conclusão precipitada que vários padrões fieldbus coexistem.
Diferentes empresas, para seus próprios interesses, controlam o desenvolvimento de padrões, de modo que o fieldbus não seja amplamente utilizado. Atualmente, a tecnologia Ethernet é a mais alinhada com as características da tecnologia fieldbus do sistema de controle de rede; portanto, muitas empresas introduziram a Ethernet na rede de controle industrial.
O sistema de automação da Jetter AG da Alemanha, o MAESTRO da ELMO de Israel, a ideia inovadora da empresa britânica TRIO, é baseado no sistema de controle inteligente distribuído Ethernet de 100Mb/s, declarou que "a rede é o controlador".
1. Aproveite a expansão do controlador TRIO britânico
2. Estenda com o controlador MAESTRO israelense
Suas características são:
(1) A estrutura semelhante à Internet, a transmissão de dados em tempo real não precisa de programação, não precisa considerar a hierarquia da rede;
(2) Para usuários, há apenas um conjunto de dados e um programa, e todos os dados precisam ser expressos apenas uma vez na rede. Tanto os programas quanto os dados podem ser reutilizados e a rede desempenha o papel de um servidor real;
(3) Existe apenas um barramento Ethernet para comunicação direta do sensor com a gerência da fábrica;
(4) Pode ser conectado à Internet para realizar a rede global de toda a fábrica;
(5) Ethernet não é apenas um barramento de sistema que conecta vários módulos inteligentes, mas também um barramento de campo que conecta equipamentos de campo. Não há diferença entre comunicação interna e externa aqui. A tecnologia de hub é integrada em cada controlador e a comunicação interna é separada da comunicação externa pela alocação de espaço de endereço.
Em 1998, a Foxboro usou com sucesso Ethernet I/O de seu sistema de automação Micro-I/A na fábrica de cloro e álcalis da Bayer AG. A Ethernet integra todos os equipamentos de campo, controladores e estações de trabalho de PC em uma rede de informações de controle em tempo real altamente confiável e de baixo custo.
A rede Ethernet industrial pode ser Profibus, Devicnet, modbus, controlnet, pode abrir o protocolo para TCP/IP, a aplicação de uma variedade de protocolos diferentes na mesma rede e deixá-los e o mesmo host ao mesmo tempo dialogar, mas não t realmente resolver o problema dos padrões universais.
