Ako vedúca spoločnosť v oblasti priemyselnej automatizácie zohrávajú zbernicové protokoly spoločnosti Siemens kľúčovú úlohu v automatizačných systémoch. Zbernicové protokoly Siemens zahŕňajú rôzne typy, z ktorých každý podporuje rôzne aplikačné scenáre a komunikačné požiadavky.
I. Prehľad zbernicových protokolov Siemens
Zbernicové protokoly Siemens sú špecifikácie a štandardy používané na umožnenie dátovej komunikácie medzi zariadeniami. Tieto protokoly siahajú od jednoduchej sériovej komunikácie až po komplexnú komunikáciu Industrial Ethernet a sú vhodné pre rôzne automatizačné systémy a riadiace siete. Výber protokolu zbernice Siemens závisí od faktorov, ako je konkrétny scenár aplikácie, rýchlosť prenosu dát, komunikačná vzdialenosť, kompatibilita zariadenia a cena.
II. Hlavné protokoly zberníc Siemens
1. PROFIBUS protokol
PROFIBUS (Process Field Bus) je protokol prevádzkovej zbernice vyvinutý spoločnosťou Siemens a široko používaný v sektore priemyselnej automatizácie. Protokol PROFIBUS obsahuje niekoľko variantov, z ktorých najvýznamnejšie sú PROFIBUS-DP (Decentralizované periférie) a PROFIBUS-PA (Automatizácia procesov).
- PROFIBUS-DP: Používa sa predovšetkým na vysokorýchlostnú dátovú komunikáciu na úrovni zariadenia, ako je komunikácia medzi PLC a distribuovanými I/O, jednotkami a senzormi. Podporuje hlavný-podriadený komunikačný režim, kde jedna nadriadená stanica (napr. PLC) komunikuje s viacerými podriadenými stanicami (napr. distribuované I/O moduly). PROFIBUS-DP ponúka vysoké komunikačné rýchlosti a podporuje cyklickú výmenu dát a parametrizovateľné zariadenia.
- PROFIBUS-PA: Navrhnutý špeciálne na automatizáciu procesov, používa sa na komunikáciu medzi prístrojmi a senzormi a riadiacimi systémami v potenciálne výbušnom prostredí (ako sú chemické závody). Využíva skutočne bezpečnú prenosovú technológiu na zaistenie bezpečnosti a spoľahlivosti prenosu dát.
2. Protokol PROFINET
PROFINET je komunikačný protokol novej{0}}generácie vyvinutý spoločnosťou Siemens na základe technológie priemyselného Ethernetu. Podporuje výmenu údajov-v reálnom čase a komunikáciu TCP/IP, čím poskytuje komplexné sieťové riešenie pre sektor priemyselnej automatizácie. Protokol PROFINET je kompatibilný nielen s tradičnými technológiami zbernice (ako je PROFIBUS), ale podporuje aj pokročilé funkcie, ako je distribuovaná automatizácia, riadenie pohybu,-bezpečnostné funkcie a sieťová bezpečnosť.
Medzi hlavné vlastnosti protokolu PROFINET patria:
- Schopnosť v{0}}reálnom čase: Podporuje komunikáciu IRT (Izochrónny skutočný-čas), ktorá zaisťuje prenos a spracovanie údajov v-reálnom čase.
- Flexibilita: Podporuje rôzne sieťové topológie (ako hviezdicová, lineárna a stromová), čo umožňuje používateľom navrhovať siete podľa ich špecifických potrieb.
- Integrácia: Možnosť integrácie so širokou škálou zariadení a systémov, ako sú PLC, senzory, akčné členy a roboty.
- Zabezpečenie: Poskytuje rôzne bezpečnostné mechanizmy, ako je autentifikácia, šifrovanie údajov a riadenie prístupu, aby sa zaistila bezpečnosť sieťovej komunikácie.
3. Protokol MPI
MPI (Multi{0}}Point Interface) je proprietárny sériový komunikačný protokol vyvinutý spoločnosťou Siemens, ktorý sa primárne používa na dátovú komunikáciu a programovanie/ladenie medzi PLC Siemens. Protokol MPI sa vyznačuje miernou komunikačnou rýchlosťou a jednoduchým pripojením, vďaka čomu je vhodný pre malé-automatizačné systémy a laboratórne prostredia. V dôsledku svojej vlastnej povahy a obmedzení v rýchlosti komunikácie má však protokol MPI relatívne obmedzené použitie vo veľkých-systémoch priemyselnej automatizácie.
4. AS-Protokol rozhrania
AS-Interface (Actuator Sensor Interface) je protokol založený na technológii sériovej zbernice, ktorý sa primárne používa na nízkorýchlostný{1}}prenos údajov a nízke-nákladové scenáre riadenia. Zjednodušuje prepojenie medzi snímačmi a akčnými členmi a riadiacim systémom, čím sa znižujú náklady na kabeláž a inštaláciu. Protokol AS-Interface podporuje rôzne typy senzorov a akčných členov, ako sú binárne senzory, analógové senzory a akčné členy, a poskytuje jednoduché komunikačné mechanizmy a funkcie detekcie chýb.
5. Protokol PPI
PPI (Point-to{1}}Point Interface) je komunikačný protokol vyvinutý spoločnosťou Siemens špeciálne pre PLC série S7-200. Je postavený na hardvérovom základe siete RS-485 a podporuje dátovú komunikáciu a ladenie programovania medzi PLC. Protokol PPI využíva komunikačný model typu master-slave, ktorý implementuje výmenu dát prostredníctvom jednoduchých inštrukcií Network Read (NetR) a Network Write (NetW). Aj keď bol protokol PPI široko používaný v PLC radu S7-200, v pokročilejších automatizačných systémoch bol postupne nahradený inými protokolmi kvôli obmedzeniam v rýchlosti komunikácie a funkčnosti.
III. Iné súvisiace protokoly
Okrem vyššie uvedených hlavných protokolov spoločnosť Siemens poskytuje aj ďalšie protokoly a štandardy rozhraní súvisiace s komunikáciou na zbernici, ako napríklad Modbus a OPC UA. Tieto protokoly sú široko používané a zohrávajú významnú úlohu v oblasti priemyselnej automatizácie.
- Modbus: Otvorený komunikačný protokol široko používaný v oblasti priemyselnej automatizácie. Podporuje rôzne komunikačné médiá a spôsoby prenosu (ako je sériová komunikácia a Ethernet) a poskytuje bohatý dátový model a komunikačné funkcie. Protokol Modbus je uprednostňovaný mnohými výrobcami zariadení a systémovými integrátormi kvôli jeho otvorenosti a kompatibilite.
- OPC UA: Protokol zjednotenej architektúry založený na technológii OPC (OLE for Process Control). Podporuje výmenu údajov a interoperabilitu medzi-platformami a medzi{2}}dodávateľmi a poskytuje otvorenú, bezpečnú a spoľahlivú platformu na dátovú komunikáciu pre systémy priemyselnej automatizácie. Protokol OPC UA má široké uplatnenie vo veľkých-systémoch priemyselnej automatizácie a v oblasti inteligentnej výroby.