En tant que technologie de réseau de contrôle de terrain, le bus de terrain est considéré comme l'extension du réseau de données public dans le domaine du contrôle de mouvement. Son essor offre une nouvelle opportunité pour le développement de la technologie de contrôle automatique elle-même. Le bus de terrain peut utiliser une variété de supports (une variété de modes câblés et sans fil) pour transmettre des signaux numériques. Deux fils peuvent être connectés à des dizaines d'équipements de contrôle automatique, peuvent économiser beaucoup de câbles, de châssis à fente, de pièces de connexion. Réduisez la charge de travail de conception, d'installation et de maintenance du système. Le bus de terrain forme un système de contrôle complet qui est vraiment dispersé sur le terrain, améliore la fiabilité du système de contrôle et enrichit le contenu des informations de l'équipement de contrôle. Il crée des conditions pour que les informations de contrôle pénètrent dans le réseau de données public, communique la connexion entre l'équipement de contrôle sur le terrain et le réseau de gestion de contrôle supérieur, facilite l'intégration du réseau de contrôle et du réseau de données, facilite la transmission à distance des signaux et la transmission automatique à distance contrôle.
1. Le bus de terrain est un cadre de système de contrôle
Le système de contrôle de bus de terrain est une nouvelle génération de système de contrôle décentralisé basé sur la technologie de bus de terrain, qui a une structure de réseau plate, une ouverture, une interopérabilité, une dispersion complète des fonctions de contrôle conventionnelles et une méthode de configuration de stratégie de contrôle unifiée.
2. Application typique du système de contrôle de mouvement de bus de terrain :
PC plus contrôleur de mouvement numérique indépendant plus actionneur=système de contrôle de mouvement ouvert
Écran tactile plus contrôleur numérique indépendant plus actionneur=système de contrôle de mouvement ouvert
Ces deux structures sont la direction du développement du système de servocommande et de la technologie de contrôle de mouvement. Il peut utiliser pleinement les ressources du PC et de l'écran tactile, compléter le développement d'applications utilisateur par le logiciel tiers et envoyer les instructions de programme générées au contrôleur de mouvement, qui traduit en permanence la commande de position mise à jour (courbe de mouvement) et l'envoie au conducteur via la ligne principale de communication, et le conducteur du moteur transmettra l'électricité de commande au moteur, afin de compléter le positionnement requis par la commande. Dans un système multi-axes, un seul contrôleur peut contrôler plusieurs moteurs ou pilotes. Le servomoteur est le principal composant exécutif, complète l'action spécifique. Le bus connecte des dispositifs de mesure et de contrôle dispersés avec une capacité de communication et des dispositifs de contrôle d'entraînement en tant que nœuds de réseau pour former un réseau de contrôle qui peut communiquer entre eux et effectuer ensemble des tâches de contrôle automatique.
Le système d'automatisation industrielle Ethernet se développe vers le réseau et le contrôle intelligent en temps réel, de sorte que la communication est devenue la clé, et la demande de l'utilisateur pour un protocole et un réseau de communication unifiés est de plus en plus urgente. D'autre part, le développement rapide d'Intranet/Internet et d'autres technologies de l'information oblige les entreprises à réaliser une intégration complète et transparente des informations, de la couche de contrôle sur le terrain au niveau de la gestion, et à fournir une infrastructure ouverte. En ce qui concerne l'incertitude et les performances en temps réel d'Ethernet sont médiocres, l'utilisation d'un concentrateur intelligent, d'une fonction de commutation active, d'une introduction prioritaire et d'un câblage duplex, etc., a été essentiellement résolue. En augmentant le débit de transmission des données, en choisissant soigneusement la topologie du réseau et en limitant la charge du réseau, la probabilité de collision de données peut être minimisée.
Il existe également un certain nombre d'organisations internationales qui s'efforcent de mettre Ethernet sous contrôle. Cette norme permettra au réseau de voir des "objets".
Système de contrôle de mouvement en réseau intégré (NCS) Le contrôle de mouvement (servo) consiste à contrôler et à gérer la position et la vitesse des pièces mobiles mécaniques en temps réel, afin qu'elles puissent se déplacer selon la trajectoire attendue et les paramètres de mouvement spécifiés. Le système de contrôle de mouvement à structure ouverte est une sorte de système matériel et logiciel modulaire, reconfigurable et extensible.
La figure ci-dessus montre l'architecture du contrôleur de mouvement embarqué. On peut voir sur la figure que le contrôleur de mouvement est divisé en deux parties principales : le module de communication réseau et le module de contrôle de mouvement. Le module de communication réseau se connecte directement à Internet et obtient des commandes de contrôle de la console selon le protocole de communication prédéterminé, puis transmet les commandes au module de commande de mouvement. Le module de contrôle de mouvement est directement connecté au pilote du moteur. Après avoir analysé et jugé la commande, le signal de commande du moteur correspondant est envoyé au moteur. De plus, le résultat de l'exécution de la commande est également renvoyé au module de communication réseau, qui revient ensuite à la console via le réseau.
Caractéristiques principales du contrôleur de mouvement intégré :
1. Extension de l'axe de mouvement La carte fille est utilisée pour étendre l'axe de mouvement sur le contrôleur. Plusieurs contrôleurs peuvent être mis en réseau à l'aide du réseau à fibre optique pour contrôler plus d'axes. L'arbre pas à pas (impulsion plus direction) et l'arbre servo (instruction analogique plus retour de position) peuvent être configurés de manière mixte.
2. Extension d'entrée et de sortie numérique
3. Extension de l'entrée et de la sortie analogiques
4. Extension d'interface de retour de position (A/B/Z, SSI, SIN/COS)
5. Extension d'interface de bus de terrain : CAN, SERCOS, EtherNet, ProfiBus, DeviceNet, ModBUS, HostLink, etc.
"Les appareils de terrain avec Ethernet intégré et serveurs Internet intégrés seront bientôt une réalité", prédit Horst Kohlbert, chef de produit réseau chez Siemens Energy & Automation, suggérant que l'Ethernet industriel est sur le point d'entrer au niveau du contrôle de terrain.
Ethernet est la meilleure solution pour contrôler le réseau à l'avenir, et il deviendra le bus de terrain dominant, mais la technologie de bus de terrain ne quittera pas facilement le marché existant, et divers bus de terrain peuvent apprendre les uns des autres pour s'améliorer davantage. Tous les types de bus de terrain ont une certaine focalisation technique et une complémentarité du domaine d'application, plus autoritaire dans un certain aspect. La coexistence de plusieurs bus de terrain n'est pas propice à l'investissement des utilisateurs et des constructeurs. Un grand nombre de normes de bus équivaut à aucune norme. Le développement florissant et florissant de la technologie des bus de terrain.
Le système de contrôle de réseau nécessite que le bus de terrain utilisé dans le domaine de contrôle soit un réseau d'interconnexion numérique avec des performances de réseau élevées, qui présente une interopérabilité et une ouverture. L'interconnexion numérique est la caractéristique fondamentale du réseau. L'interopérabilité nécessite l'adoption de normes et de protocoles uniformes. L'ouverture signifie que la technologie est ouverte et largement utilisée. Il est maintenant acquis d'avance que plusieurs normes de bus de terrain coexistent.
Différentes entreprises, pour leurs propres intérêts, contrôlent le développement des normes, de sorte que le bus de terrain n'est pas largement utilisé. À l'heure actuelle, la technologie Ethernet est la plus conforme aux caractéristiques de la technologie de bus de terrain du système de contrôle de réseau, de sorte que de nombreuses entreprises ont introduit Ethernet dans le réseau de contrôle industriel.
Le système d'automatisation allemand de Jetter AG, MAESTRO d'Israël ELMO, l'idée innovante de la société britannique TRIO, basée sur un système de contrôle intelligent distribué Ethernet 100Mb/s, a déclaré que "le réseau est le contrôleur".
1. Profitez de l'expansion du contrôleur britannique TRIO
2. Étendre avec le contrôleur israélien MAESTRO
Ses caractéristiques sont :
(1) La structure similaire à Internet, la transmission de données en temps réel n'a pas besoin de programmation, n'a pas besoin de tenir compte de la hiérarchie du réseau;
(2) Pour les utilisateurs, il n'y a qu'un seul ensemble de données et un seul programme, et toutes les données ne doivent être exprimées qu'une seule fois dans le réseau. Les programmes comme les données peuvent être réutilisés, et le réseau joue le rôle d'un véritable serveur ;
(3) Il n'y a qu'un seul bus Ethernet pour la communication directe du capteur à la gestion de l'usine ;
(4) Il peut être connecté à Internet pour réaliser la mise en réseau globale de toute l'usine ;
(5) Ethernet n'est pas seulement un bus système se connectant à divers modules intelligents, mais également un bus de terrain se connectant à l'équipement de terrain. Il n'y a pas de différence entre la communication interne et externe ici. La technologie Hub est intégrée dans chaque contrôleur et la communication interne est séparée de la communication externe en allouant un espace d'adressage.
En 1998, Foxboro a utilisé avec succès les E/S Ethernet de son système d'automatisation Micro-I/A dans l'usine de chlore-alcali de Bayer AG. Ethernet intègre tous les équipements de terrain, les contrôleurs et les stations de travail PC dans un réseau d'informations de contrôle en temps réel hautement fiable et peu coûteux.
Le réseau Ethernet industriel peut être Profibus, Devicnet, modbus, controlnet, le protocole canopen vers TCP/IP, l'application d'une variété de protocoles différents dans le même réseau, et les laisser dialoguer avec le même hôte en même temps, mais cela ne fonctionne pas. Cela ne résout pas vraiment le problème des normes universelles.
