شکل ‏۱‑۲: سطوح شبکه‌های صنعتی [۴]
بطور خلاصه به دلیل وجود حجم زیاد اطلاعات در سطوح بالا، نمی‌توان از شبکه‌های سطوح پایین که سرعت کم دارند در آنها استفاده کرد. ولی سؤالی که به ذهن می‌رسد آنست که چرا از شبکه‌های سریع مانند اترنت در سطوح پایین مانند سطح فیلد استفاده نمی‌شود.
خواننده محترم پس از مطالعه بخش‌های بعدی این پایان نامه متوجه خواهد شد که در اترنت بصورت پایه، قطعیت برای ارسال بموقع دیتا وجود ندارد و ممکن است هر بار زمان ارسال دیتا با دفعات پیشین متفاوت باشد. این تفاوت بدلیل ویژگی تکنیک دسترسی در اترنت است که به CSMA/CD موسوم است که در آن پدیده تصادم اطلاعات وجود دارد. در حالیکه شبکه‌هایی مانند پروفیباس از روش‌های Token pass و Master/Slave استفاده می‌کنند، که اگرچه کندتر از اترنت هستند ولی بموقع رسیدن اطلاعات در یک زمان مشخص را تضمین می‌کنند[۵].

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

به هر حال با وجود تمام مسائل فوق امروزه امکان اتصال به اترنت برای بسیاری از انواع وسایل مورد استفاده در اتوماسیون فراهم شده به صورتی که علاوه بر کنترلر و کامپیوتر سایر تجهیزات دیگر مانند پانلهای اپراتوری
(OP, TP) و درایو‌ها و واسط‌های بین I/O با شبکه موسوم به Remote I/O‌ها را می‌توان به شبکه اترنت متصل نمود.
وقتی از اترنت در سطوح مختلف اتوماسیون استفاده می‌شود، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده، مزیت بزرگی با خود به همراه دارد و آن یکدست بودن شبکه و عدم نیاز به استفاده از شبکه‌های متنوع است. پراکندگی کمتر در سخت افزار، عدم نیاز به کابل‌ها و کانکتورهای متفاوت و عدم نیاز به آشنایی با چند شبکه برای متخصصین اتوماسیون و طبیعتاً عیب یابی ساده تر از مزایای این روش به شمار می‌روند.
شکل ‏۱‑۳: کاربرد اترنت در سطوح مختلف اتوماسیون [۶]
با همه این مزایا وجود عدم قطعیت در ارسال بموقع دیتا، که از ویژگی‌های اجتناب ناپذیر شبکه اترنت است، طراح را مجبور می‌سازد تا کاربرد اترنت را صرفاً برای اموری مانند مونیتورینگ و کلاً در مواقعی که احتمال دریافت دیتای با تاخیر مشکلی در کنترل فرایند ایجاد نمی‌کند محدود نماید.
جایگاه فیلدباس در هرم اتوماسیون
وقتی صحبت از جایگاه فیلدباس در هرم اتوماسیون می‌شود، بیش از همه ذهن به سمت فیلد معطوف
می‌گردد یعنی شبکه کردن سنسورها و عملگرها. این ذهنیت اگرچه درست است ولی در عمل پروتکل‌های مختلفی که تحت عنوان فیلدباس عرضه شده اند بعضا پا را فراتر گذاشته و در سطح کنترل نیز کاربرد پیدا
کرده اند که پروفیباس نیز یکی از این موارد است. از پروتکل‌های مشهور در زمینه فیلدباس می‌توان موارد زیررا نام برد:

FOUNDATION FIELDBUS ASI DeviceNet LON
HART CAN Ethernet SDS
PROFIBUS EIB Interbus ControlNet

شکل زیر جایگاه پروفیباس را در هرم اتوماسیون نشان می‌دهد. همانطور که ملاحظه می‌شود گستردگی آن از سطح فیلد تا سطح کنترل می‌باشد. در سطح بالاتر یعنی سطح نظارت[۱۲]اگرچه می‌توان از Profibus FMS استفاده کرد، ولی امروزه اترنت صنعتی در این سطح عملا جایگزین پروفیباس شده و بندرت از آن در سطوح بالاتر از سطح کنترل استفاده می‌گردد.

شکل ‏۱‑۴: جایگاه پروفیباس در هرم اتوماسیون [۲]
یک شبکه ارتباطی جهت یک سیستم اتوماسیون صنعتی باید دارای شرایط زیر باشد:
قابل استفاده بودن شبکه
توان عملیاتی مناسب شبکه
میانگین تاخیر انتقال اطلاعات قابل قبول
در این پایان نامه در فصل دوم پس از مروری کوتاه بر سیر تغییر و تحول شبکه‌های صنعتی به معرفی
شبکه‌های اترنت و پروفیباس پرداخته و نقاط ضعف و قوت اترنت و پروفیباس را در لایه‌های مختلف مدل OSI[13]، عنوان و از نتایج این بخش در تحلیل تئوریک عملکرد زمانی و زمان حقیقی [۱۴]بودن اطلاعات در این دو شبکه بهره می‌گیریم. هدف ما در فصل سوم، بررسی تبادل دیتا بین PLC‌ ها با بهره گرفتن از شبکه‌های صنعتی بوده و در فصل چهارم ضمن بررسی و تحلیل زمانی ارسال و دریافت اطلاعات در شبکه‌های پروفیباس و اترنت به تنهایی، راهکاری جدید مبنی بر تغییر در شبکه اترنت با هدف دسترسی زمان حقیقی به داده‌ها ارائه و آزمایش خواهد گردید و سپس با برقراری چند لینک متوالی متشکل از پروفیباس و اترنت به تحلیل زمانی (تاخیر) پرداخته تا به روشی برای دستیابی به سرعت بالا با قطعیت در ارسال در این نوع شبکه‌های ترکیبی ارائه گردد. در فصل آخر به جمع بندی و ارائه پیشنهاداتی جهت ادامه طرح در آینده می‌پردازیم.
مسأله مورد توجه در این پایان نامه امکان سنجی شهودی “ایجاد حلقه‌های ارتباطی متشکل از لینک‌های اترنت و پروفیباس” می‌باشد. چراکه در عمل اطلاعات جمع آوری شده‍ در فیلد توسط شبکه پروفیباس به CPU بالادست خود ارسال شده، سپس این اطلاعات از طریق شبکه اترنت در اختیار یک CPU دیگر در مکان دورتر قرار م‍ی‌گیرد (شکل ۱-۵). در شکل ۱-۶ CPU1 نقش عملگر و حسگر، که در عمل از هم دور هستند، را بطور همزمان برعهده دارد و ما به این دلیل هردو نقش را به CPU1 داده ایم که بتوانیم تاخیر را اندازه بگیریم. از آنجا که در صنعت، زمان حقیقی بودن حلقه‌های کنترلی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد، در سیستم‌ مورد اشاره به بررسی این موضوع پرداخته و با انجام چندین باره آزمایشات زمان حقیقی بودن هر سیستم آزموده می‌گردد. این آزمایشات بر پایه مشاهدات تجربی بوده و تاخیرات به وجود آمده در پیکره‌بندی‌های مختلف این لینک‌ها و حلقه‌ها در ارسال و دریافت اطلاعات مورد بررسی قرار می‌گیرد. در واقع با بررسی تاخیر شبکه، زمان حقیقی بودن سیستم بررسی خواهد گردید.
شکل ‏۱‑۵: معماری اصلی سیستم متشکل از لینک‌های اترنت و پروفیباس
شکل ‏۱‑۶: معماری شبیه سازی شده متشکل از لینک‌های اترنت و پروفیباس
فصل دوم

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...