Промышленная сеть

Промышленная сеть — сеть передачи данных, связывающая различные датчики, исполнительные механизмы, промышленные контроллеры и используемая в промышленной автоматизации. Термин употребляется преимущественно в автоматизированной системе управления технологическими процессами (АСУ ТП). Описывается стандартом IEC 61158.

Устройства используют сеть для:

• передачи данных, между датчиками, контроллерами и исполнительными механизмами
• диагностики и удалённого конфигурирования датчиков и исполнительных механизмов
• калибрования датчиков
• питания датчиков и исполнительных механизмов
• передачи данных между датчиками и исполнительными механизмами минуя центральный контроллер
• связи между датчиками, исполнительными механизмами, ПЛК и АСУ ТП верхнего уровня
• связи между контроллерами и системами человеко-машинного интерфейса (SCADA)

В промышленных сетях для передачи данных применяют:

• кабели
• волоконно-оптические линии
• беспроводную связь (радиомодемы и Wi-Fi).

Промышленные сети могут взаимодействовать с обычными компьютерными сетями, в частности использовать глобальную сеть Internet.

Термин полевая шина является дословным переводом английского термина fieldbus. Термин промышленная сеть является более точным переводом и в настоящее время именно он используется в профессиональной технической литературе.

Достоинства

В сравнении с подключением периферийного оборудования к контроллеру отдельными проводами промышленная сеть имеет следующие достоинства:

• В несколько раз снижается расход на кабель и его прокладку
• Увеличивается допустимое расстояние до подключаемых датчиков и исполнительных устройств
• Упрощается управление сетью датчиков и исполнительных механизмов
• Упрощается модификация системы при изменении типа датчиков, используемого протокола взаимодействия, добавлении устройств ввода-вывода
• Позволяют дистанционно настраивать датчики и проводить их диагностику.

Недостатки

• При обрыве кабеля теряется возможность получать данные и управлять не одним, а несколькими устройствами (в зависимости от места обрыва и топологии сети остаётся возможность автономного функционирования сегмента сети и схемы управления).
• Для повышения надёжности приходится резервировать каналы связи или использовать кольцевую топологию сети

Виды промышленных сетей

• Modbus/RS-485 — самая простая, дешёвая и широко распространённая промышленная сеть
  • P-NET — Электрическая спецификация P-NET основана на стандарте RS-485, использующем защищенную витую пару

• Промышленный Ethernet
  • Profinet
  • FOUNDATION Fieldbus HSE (High Speed Ethernet) (FF H2) — вариант промышленного Ethernet, разработанный FOUNDATION Filedbus (FF)
  • EtherCAT
  • Ethernet Powerlink
  • Ether/IP
  • SERCOS III

• HART — сеть для аналоговых датчиков и их настройки
• FF H1 — полевой протокол, аналог ProfiBus PA, разработанный FOUNDATION Filedbus (FF)
• AS-Interface — дешёвая и помехозащищённая сеть для дискретных датчиков малой производительности

• CAN — промышленная сеть для автоматизации транспорта и машиностроения
  • CANbus
  • CANopen
  • DeviceNet
  • SDS — малораспространён в России
  • J1939 — малораспространён в России

• ProfiBus — промышленная сеть, международный стандарт, созданный с активным участием фирмы Siemens AG, содержащий ряд профилей, например:
  • ProfiBus DP
  • ProfiBus FMS
  • ProfiBus PA

Промышленные сети для автоматизации зданий

Эти сети мало распространены в России, вместо них обычно используется Промышленный Ethernet и/или RS-485

• LonWorks — промышленная сеть для автоматизации зданий
• BACnet — промышленная сеть для автоматизации зданий
• EIB — промышленная сеть для автоматизации зданий

Малораспространённые в России промышленные сети автомобилей

• LIN — разработаны консорциумом европейских автопроизводителей
• FlexRay — сетевой протокол для автомобилей

Ссылки

• Вольфганг Эйзенбарт. Промышленные шины для систем автоматизации (журнал «Мир компьютерной автоматизации»)