Technologie przesyłania danych w systemach automatyki przemysłowej

W artykule przedstawiono najpopularniejsze rozwiązania komunikacyjne stosowane w automatyce przemysłowej, począwszy od rozwiązań tradycyjnych (takich jak IEC 625 czy Profibus), poprzez aktualnie rozwijane metody sterowania i wymiany danych przez sieć komputerową standardu 802.3 (Ethernet), a skończywszy na rozwiązaniach przyszłościowych – sieciach bezprzewodowych. Jako przykłady obecnie stosowanych technologii przedstawione zostaną najważniejsze standardy wraz z określeniem różnic pomiędzy klasycznymi protokołami sieci komputerowej a ich przemysłowymi odpowiednikami.

Rozwiązania tradycyjne

Urządzenia stosowane w przemyśle charakteryzują się wysokimi wymaganiami, zarówno, jeśli chodzi o wytrzymałość, jak i odporność na zakłócenia transmisji. Z tego powodu metody komunikacyjne wykorzystywane do przesyłania wyników pomiarowych, np. pomiędzy czujnikami a modułami sterującymi (sterownikami PLC) muszą być przystosowywane do pracy z małymi komunikatami, przesyłanymi w krótkich odstępach czasowych z licznych węzłów sieci. Wprowadzenie komputerów pozwoliło wykorzystać szereg możliwości, które niosą ze sobą technologie informacyjne.

Komputerowy sprzęt do zastosowań przemysłowych jest obecnie intensywnie rozwijaną dziedziną elektroniki. W jej skład wchodzą zarówno komputery przemysłowe (kompaktowe, jednopłytowe typu All-In-One, czy najbliższe klasycznym rozwiązaniom w standardzie ATX), jak i węzły sieci komputerowej: koncentratory (hub) i przełączniki (switch), takie jak przedstawiony na fotografii 1.

Tendencja ta jest efektem zmian wprowadzanych w profesjonalnych urządzeniach pomiarowo-kontrolnych na przestrzeni ostatnich dwudziestu lat. Początkowo urządzenia przemysłowezaczęto wyposażać w interfejsy do komunikacji z komputerami, czego przykładem jest klasyczny już standard RS-232C. Ten popularny i tani interfejs szeregowy, którego główną wadą jest niewielka prędkość przesyłanych danych, rzędu 115 000 b/s (14 kB/s), do dziś jest obecny w wielu multimetrach czy oscyloskopach (choć ostatnio jest sukcesywnie wypierany przez znacznie szybsze i tańsze złącze USB). Zwiększenie wymagań odnośnie niezawodności oraz szybkości przesyłania danych zaowocowało interfejsami typu RS-485 (wraz z odmianami RS-422A i RS-423A [1]), czy niezwykle popularnym interfejsem równoległym IEC 625 [3] (oznaczenie wg amerykańskiej normy to IEEE-488, różniące się od wersji europejskiej jedynie rodzajem złącza). Szybkość przesyłania danych w standardzie IEC-625 wynosi 1 MB/s, przy zastosowaniu rozszerzeń standardu, np. w HS488 firmy National Instruments wzrasta ona do 8 MB/s.

Tego rodzaju rozwiązania są nadal typowe w profesjonalnych zastosowaniach aparatury pomiarowo-kontrolnej. Mają one jednak szereg wad, które sprawiają, że systemy automatyki przemysłowej coraz częściej wykorzystują nowocześniejsze, a przy tym prostsze i tańsze rozwiązania. Prędkość transmisji w IEC 625, nawet w przypadku zastosowania rozszerzeń, nie przekracza 8 MB/s (zależy to jednak również od liczby urządzeń podłączonych do magistrali), co w wielu zastosowaniach, szczególnie podczas komunikacji z licznymi jednostkami wykonawczymi, może być niewystarczające. Ponadto, zasięg IEC-625 jest niewielki – do dwudziestu metrów, przy założeniu, że co dwa metry umieszczone jest jedno urządzenie. Liczba tych ostatnich ograniczona jest do piętnastu (dla porównania, w RS-485 całkowita liczba nadajników i odbiorników może wynosić 32, ze względu na ograniczenia energetyczne nadajnika), jednak można ją zwiększyć, np. stosując ekspandery. Tym samym zwiększa się zasięg systemu (bo odległość między urządzeniami może wynosić dwa metry, więc zwiększenie ich liczby powoduje zwiększenie długości agistrali). Nadal jednak są to odległości niewystarczające do zbudowania systemu rozproszonego, szczególnie w dzisiejszym rozumieniu tego słowa. Dodatkowym problemem jest znaczny koszt okablowania, w którym każdy przewód danych musi być ekranowany przez przewód masy, co znacząco zwiększa odporność na zakłócenia, jednak sprawia, że urządzenia są łączone w sposób skomplikowany i nieprzystający do współczesnych zastosowań przemysłowych.

Wykorzystanie sieci komputerowej

Wszystkie nowoczesne technologie przekazywania danych pomiędzy modułami systemu automatyki w mniejszym lub większym stopniu bazują na koncepcji sieci komputerowej. Wykorzystanie tej ostatniej ma dwie postaci. Pierwsza to wykorzystanie protokołów, druga zaś wykorzystuje urządzenia uczestniczące w wymianie danych. Podstawą do zrozumienia zasady działania logicznej strony sieci komputerowej jest warstwowy model ISO/OSI [2], czyli model wyjaśniający, jaką drogę przebywają dane pomiędzy programem użytkownika a interfejsem sieciowym (np. kartą sieciową). Schemat modelu pokazany został na rysunku 1. Istotnym szczegółem jest tutaj najniższa warstwa, fizyczna, która określa przesyłanie danych w postaci ciągu bitów, tak jak ma to miejsce właściwie we wszystkich komputerowych mediach komunikacyjnych. Model ISO/OSI jest dość skomplikowany, większość zastosowań komercyjnych nie korzysta ze wszystkich warstw, stosowane są również modele uproszczone, np. czterowarstwowe (na takim właśnie modelu oparty jest najpopularniejszy stos protokołów sieciowych – TCP/IP). Niemniej, w zastosowaniach przemysłowych wykorzystywane są przynajmniej warstwy najniższe (fizyczna, łącza danych) oraz najwyższa – aplikacji.

Standard Profibus

Pierwszym ważnym podejściem do stworzenia rozproszonego systemu przemysłowego był standard Profibus – opracowany pierwotnie przez firmę Siemens, otwarty standard komunikacji pomiędzy urządzeniami znajdującymi się na znacznych odległościach. Otwartość standardu oznaczała możliwość wykorzystania różnych technologii informatycznych, które mimo stosowania sprzętu różnych producentów, będą w stanie ze sobą współpracować. System komunikacji zaproponowany w standardzie określany jest jako hierarchiczny oraz zorientowany obiektowo. Połączenia pomiędzy urządzeniami są zorganizowane w strukturze magistrali, którą sterują urządzenia nadzorcze – typu master, podczas gdy urządzenia wykonawcze przyjmują od nich polecenia (są to urządzenia typu slave). Do tych pierwszych zaliczane są np. sterowniki PLC, do drugich – np. mechanizmy poruszające ramionami robota. Komunikacja w systemie jest definiowana przez standardy IEC 61158 oraz IEC 61784, na których oparto dwa główne protokoły wykorzystywane w sieci Profibus – Fieldbus Message Specification (FMS) oraz Decentralized Periphery (DP). W zależności od zastosowanej wersji standardu komunikacyjnego, możliwa jest komunikacja pomiędzy urządzeniami typu master i slave (DP-V0 i DP-V1), master i master oraz slave i slave (DP-V2). Schemat połączenia pomiędzy urządzeniami standardu Profibus przedstawiono na rysunku 2.

Metody transmisji w sieci Profibus

Podstawowym medium transmisyjnym stosowanym w standardzie jest RS-485, czyli skręcona para ekranowanych przewodów miedzianych. Maksymalna prędkość przesyłu danych za pomocą takiego medium wynosi 12 Mb/s. Istnieje również zmodyfikowana wersja tej technologii określana jako RS-485-IS, przeznaczona do pracy w strefach zagrożenia wybuchem. Inną metodą transmisji jest MBP (Manchester Coded, Bus Powered), wykorzystywana w automatyce procesowej. Jej cechy charakterystyczne to kodowanie za pomocą kodu Manchester oraz możliwość zasilania urządzeń końcowych poprzez magistralę. Ta ostatnia właściwość jest w nowoczesnych rozwiązaniach wykorzystywana coraz częściej, zwłaszcza w niewielkich urządzeniach, gdzie doprowadzenie dodatkowego zasilania stanowi problem. Koncepcja jest intensywnie rozwijana w przypadku wykorzystania w systamach przemysłowych zarówno standardu Ethernet, jak i sieci bezprzewodowych, co zostanie uszczegółowione w dalszej części tekstu. Wreszcie najbardziej zaawansowanym medium transmisyjnym, jeśli chodzi o szybkość przesyłania informacji oraz zasięg transmisji, są światłowody. Dodatkowo, transmisja światłowodowa dobrze sprawdza się w środowisku o dużych zakłóceniach elektromagnetycznych.

Sieć Ethernet

Rosnąca popularność i malejący koszt sieci komputerowych sprawiają, że w zastosowaniach przemysłowych są one wykorzystywane nie tylko od strony protokołów, ale również jako wygodna metoda przesyłania danych. Opisane powyżej metody transmisji charakteryzują się stosunkowo wysokim kosztem, zarówno jeśli chodzi o okablowanie, jak i specjalizowaneinterfejsy. Takich wad nie ma najpopularniejszy standard przewodowej sieci komputerowej, jakim jest Ethernet (oznaczenie normy IEEE 802.3). Jest to obecnie standard niezwykle tani, karty sieciowe są już nieodłącznym elementem wyposażenia płyt komputerów, zarówno PC, jak i przemysłowych, wyposażane są w nie również liczne elementy wykonawcze, np. czujniki inteligentne [6]. Ich „inteligencja” polega zresztą na zamianie mierzonej wielkości nieelektrycznej (np. odchylenia membrany od stanu równowagi) na sygnał elektryczny, który potem może być przesłany do jednostki nadrzędnej właśnie przez sieć komputerową. Dodatkową zaletą sieci Ethernet jest zawrotna szybkość, szczególnie w porównaniu z podstawowym standardem Profibus, wynosząca nawet 10 Gb/s (obecnie opracowywane są metody uzyskania szybkości transmisji 100 Gb/s za pomocą kabli światłowodowych). W przypadku rozproszonego systemu przemysłowego złożonego z dziesiątków czujników inteligentnych, taka prędkość może okazać się niezbędna do przesyłania danych sterujących i informujących o statusie z wielu lokacji jednocześnie. Podstawowym medium transmisyjnym Ethernetu jest tzw. skrętka, czyli pewna liczba (od jednej do czterech) splecionych par przewodów miedzianych, zakończona standardową końcówką typu RJ-45. Przyszłością tego standardu jest transmisja światłowodowa, obecnie standardowo wykorzystywana do uzyskiwania prędkości rzędu 1 Gb/s.

Konieczność uwzględnienia sieci typu Ethernet dostrzeżono również podczas modernizacji standardu Profibus, który doczekał się „ethernetowej” wersji, zwanej Profilan [5]. Jest to standard otwarty, którego zadaniem ma być zapewnienie komunikacji pomiędzy węzłami systemu rozproszonego i tzw. „rozproszonej inteligencji” oraz umożliwienie bezpośredniego połączenia z systemem z poziomu infrastruktury informatycznej (np. z biura). Do komunikacji wykorzystywany jest stos protokołów TCP/IP oraz technologia programowa DCOM (Distributed Common Object Model). Dla urządzeń, które muszą przesyłać dane w sposób deterministyczny, zastosowano odrębny protokół. Konfiguracja urządzeń oraz sterowanie nimi jest niezależne od konkretnego urządzenia, dzięki możliwości wygenerowania plików konfiguracyjnych XML (Extensible Markup Language), które ukrywają szczegóły techniczne urządzeń. Format XML jest również wykorzystywany do realizacji interfejsu OPC, który powstał w celu udostępnienia aplikacji ze środowiska Windows w automatyce. Schemat komunikacyjny sieci Profinet z uwzględnieniem standardu Ethernet przedstawiono na rysunku 3. Istotną innowacją w porównaniu ze standardową magistralą Profibus jest obecność modułu proxy, którego zadaniem jest łączenie podsystemu magistrali z podsystemem sieci Ethernet.

Wady i zalety sieci Ethernet

Główną wadą sieci Ethernet, pozornie dyskwalifikującą ją w zastosowaniach przemysłowych, jest niemożność uzyskania trybu pracy w czasie rzeczywistym przy zastosowaniu standardowych protokołów, np. TCP/ IP. Sieć Ethernet jest bowiem siecią typu CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect). Mechanizm ten zapewnia w miarę sprawiedliwy podział pasma pomiędzy węzły, jednak uniemożliwia dokładne określenie chwil transmisji, czy też ograniczenie czasu, przez jaki medium jest zajęte. W automatyce przemysłowej przesyłanie danych w sposób deterministyczny jest konieczne co najmniej z dwóch powodów. Po pierwsze, procedury diagnostyczne wymagają niemal natychmiastowej reakcji na zmianę stanu elementu wykonawczego, zatem transfer informacji o stanie elementu oraz dane sterujące przesyłane w obie strony muszą przebyć drogę pomiędzy sterownikiem a urządzeniem wykonawczym i z powrotem. Po drugie, często konieczna jest synchronizacja, czyli wymuszenie wykonania określonej operacji przez rozproszone elementy systemu w tym samym czasie. Opóźnienia w sieci są również zróżnicowane i zależą od konfiguracji węzłów oraz połączeń między nimi [7]. Z tych powodów, wykorzystanie sieci Ethernet w przemyśle ograniczone jest do medium transmisyjnego, natomiast metody przesyłania danych oraz protokoły dostosowane są już do specyfiki zastosowania. Jest to na tyle ważna technologia, że od niedawna wprost mówi się o tzw. sieciach polowych (field network), które systematycznie zastępują magistrale polowe (field bus). Sieć tego typu dodatkowo zorientowana jest na przesyłanie niewielkich ilości danych (danych sterujących oraz informacji o stanie węzłów), co musi być uwzględnione w protokole. Z tego powodu zastosowanie istniejącego protokołu RTP (Real-Time Protocol) jest nieefektywne. Powstał on bowiem z myślą o przesyłaniu danych strumieniowych (audio, video), czyli dużych ilości informacji i długich pakietów danych. Zapewnienie trybu czasu rzeczywistego jest osiągane w sieciach przemysłowych nieco inaczej. Jednym ze sposobów jest wyłączenie trybu przydziału czasu CSMA/CD. Zamiast niego stosuje się cykliczne przepytywanie poszczególnych węzłów w określonych chwilach czasowych. Ponadto stosowane są specjalizowaneprzełączniki, które przekazują pakiety na określonym paśmie/w określonych chwilach czasowych, dzięki czemu możliwe jest wysyłanie wielu informacji z różnych miejsc w tym samym czasie oraz zapewnienie dotarcia ich w dokładnie określonym momencie.

Poza tym Ethernet ma jednak wiele zalet: duży zasięg, możliwość wykorzystania gotowego sprzętu (karty, przełączniki), potencjalnie dużą liczbę elementów do podłączenia (co jest szczególnie istotne w przypadku sieci czujników) oraz dużo większą prędkość przesyłu. Z tych powodów obecnie istnieje kilkanaście różnych protokołów wymiany danych w sieci przemysłowej opartej na fizycznej warstwie Ethernetu. Najważniejsze z nich to (opisany już) ProfiNet, ale także EtherCAT, Ether Powerlink, EtherNet/ IP oraz kilkanaście innych. Odrębne rozwiązanie, choć oparte na podobnych zasadach, oferuje firma National Instruments, która proponuje własne rozwiązanie sieci deterministycznej sterowanej z poziomu przyrządu wirtualnego. Wszystkie te propozycje bazują na gotowej technologii, wykorzystując do transportu danych przemysłowych ramkę ethernetową, standardowy model komunikacyjny (rys. 4.). Oznacza to także możliwość wykorzystania standardowych urządzeń sieciowych, tzn. wymienionych wcześniej koncentratorów oraz przełączników, których głównym zadaniem jest wzmacnianie sygnału w sieci oraz łączenie węzłów w większe struktury, np. najpopularniejszą gwiazdę. Pierwsze z wymienionych urządzeń jest prostsze od drugiego, co w przypadku sieci Powerlink ma znaczenie dla zapewnienia determinizmu czasowego. Należy przy tym zaznaczyć, że urządzenia sieciowe wykorzystywane w przemyśle odróżniają się od swoich „klasycznych” odpowiedników odpornością na zakłócenia i awarie, a także rozmiarami. Cechą wspólną tych technologii jest również możliwość zastosowania praktycznie każdej z głównych topologii sieci Ethernet: magistralowej, pierścienia, czy najpopularniejszej gwiazdy, opartej na przełącznikach. Wszystkie one definiują również metody komunikacji pomiędzy urządzeniami nadrzędnymi (typu master, takich jak sterownik PLC, komputer przemysłowy) oraz podrzędnymi (typu slave). Przy tym możliwa jest również komunikacja na poziomie urządzeń wyłącznie nadrzędnych (master – master), czy wyłącznie podrzędnych (slave – slave). Dalej zostaną przedstawione najpopularniejsze rozwiązania komputerowej sieci przemysłowej, w których zastosowano odmienne metody uzyskania transmisji danych w sposób deterministyczny.

Protokół EtherCAT

Protokół EtherCAT (Control Automation Technology) został opracowany przez konsorcjum EtherCAT Technology Group [7]. Głównym pomysłem zastosowanym w tej technologii jest uniknięcie problemu małej efektywności pakietu przenoszącego informację od pojedynczego węzła. Informacja taka jest zwykle niewielka (rzędu kilku oktetów), natomiast doklejane do niej dane kontrolne (nagłówek, suma kontrolna) zajmują 84 oktety. Tym samym wykorzystanie miejsca danych w pakiecie jest niewielkie. W EtherCAT wykorzystuje się pojedynczą ramkę do przenoszenia informacji do wielu różnych węzłów. Są one zawarte w tzw. telegramach, które umieszcza się w polu danych ramki ethernetowej. Dzięki temu każdy węzeł, który otrzymuje ramkę, odczytuje tylko fragment przeznaczony dla siebie. Powoduje to niewielkie opóźnienie przetwarzania pakietu (rzędu kilku mikrosekund), umożliwia natomiast pełniejsze wykorzystanie ramki ethernetowej (której maksymalny rozmiar, MTU, wynosi 1500 oktetów). Schemat enkapsulacji danych sterujących w ramce pokazano na rysunku 5. Przesyłanie informacji sterujących możliwe jest nie tylko w pojedynczej podsieci, ale także pomiędzy sieciami. Umożliwia to rozszerzenie EtherCAT UDP, czyli technologia opakowywania przesyłanych danych w datagram użytkownika, przesyłany przez protokół UDP (bezpołączeniowy protokół należący do stosu TCP/IP). Synchronizację z kolei uzyskuje się dzięki wcześniej wymienionemu mechanizmowi cyklicznego przekazywania informacji o opóźnieniu w propagacji sygnału do poszczególnych węzłów. Dzięki temu uzyskuje się bardzo precyzyjną informację o czasie potrzebnym do uruchomienia każdego elementu wykonawczego w sieci jednocześnie z dokładnością (określaną przez jitter) w granicach jednej mikrosekundy.

Protokół Ether Powerlink

Ether Powerlink [8] prezentuje podobne cechy, jak EtherCAT, przy czym tutaj nacisk położono na możliwość podłączania nowych węzłów w czasie pracy systemu (tzw. hot plugging) oraz przesyłania danych krytycznych czasowo w sieci razem z danymi niezwiązanymi z czasem rzeczywistym. Jest to możliwe dzięki podziale cyklu Powerlink na trzy fazy, spośród których ostatnia, asynchroniczna, może być przeznaczona na przesyłanie danych niekrytycznych czasowo (rys. 5.). Sieć przemysłowa oparta na Powerlink jest zbudowana z udziałem wyłącznie koncentratorów (hub), które umożliwiają przesyłanie danych deterministycznie, w przeciwieństwie do przełączników, obecnie znacznie popularniejszych, zwłaszcza w klasycznych sieciach komputerowych. Diagnostyka sieci jest wykonywana z wykorzystaniem standardowych narzędzi używanych w sieciach Ethernet.

Rozwiązanie firmy National Instuments jest stosunkowo najbardziej skomplikowane, ponieważ wykorzystanie w nim sieci deterministycznej wymaga znacznego wsparcia programowego. Zakłada się tu wykorzystanie zasad projektowania przyrządów wirtualnych, które są uruchamiane na komputerach PC, przemysłowych, lub modułach, na których da się uruchomić system operacyjny czasu rzeczywistego, a następnie zaimplementować odpowiednio zaprojektowane przyrządy wirtualne. Sieć deterministyczna jest tutaj fizycznie odseparowana od sieci klasycznej, wymagane są bowiem dodatkowe karty sieciowe oraz osobne przewody typu skrętka lub światłowód tworzące odrębny obwód logiczny. W takiej konfiguracji wymuszenie przesyłania danych w określonych chwilach czasowych jest stosunkowo łatwe, a odpowiada za to system operacyjny czasu rzeczywistego. W [9] przebadano możliwości takiej sieci i stwierdzono przede wszystkim niewielkie wymagania odnośnie sprzętu komputerowego oraz duże możliwości przesyłania niewielkich danych pomiędzy węzłami sieci deterministycznej.

Co dalej?

Rozwiązaniem przyszłości w dziedzinie komputerowej sieci przemysłowej jest niewątpliwie sieć bezprzewodowa. Istnieje wiele potencjalnie użytecznych rozwiązań, które wprowadzane są powoli w zastosowaniach komercyjnych: RFID (łączność na odległościach rzędu 50 cm do kilku metrów, w zależności od zastosowanej częstotliwości), Bluetooth (zasięg zgodnie ze specyfikacją ok. 10 m, chociaż w sprzyjających warunkach na otwartym terenie zaobserwowano możliwość odebrania sygnału z ponad stu metrów), Zigbee (IEEE 802.15.4) czy WiMAX (łączność szerokopasmowa). Prym wiedzie tu obecnie standard 802.11 (wraz z odmianami), określany również jako WiFi. Obecnie nie jest ona szczególnie atrakcyjna w stosunku do przewodowego standardu 802.3, szczególnie jeśli chodzi o szybkości transmisji i wciąż kontrowersyjne rozwiązania zabezpieczeń transmisji. Łączność bezprzewodowa sprawdza się jednak tam, gdzie instalacja okablowania jest utrudniona, bądź wręcz niemożliwa; jest ponadto wygodniejsza w zarządzaniu i konfigurowaniu. Brak konieczności manipulowania bezpośrednio przy urządzeniu to jedna z istotnych zalet, wymagane jest tu jednak opracowanie metody zasilania urządzeń poprzez fale radiowe (pierwsze pomyślnie zakończone próby zostały już przeprowadzone), zasilanie bateryjne jest bowiem wciąż zbyt zawodne. WiFi charakteryzuje się również niewielkim zasięgiem (efektywnie do 50 m, co przy 100 metrach między węzłami w Ethernecie nadal nie wygląda imponująco), ponadto ze względu na długi czas potrzebny na przyłączenie urządzenia do sieci (określany jest na ok. 1 s).

Pomimo konieczności dopracowania metod wzmacniania sygnału sieci WiFi oraz zabezpieczeń transmisji, jest to technologia wchodząca do przemysłu, czego dowodem są czujniki pomiarowe wyposażone w odpowiedni interfejs sieciowy. Możliwości tej sieci są potencjalnie jednak znacznie większe, a to za sprawą nowej odmiany standardu, określanej jako 802.11n. Dzięki zastosowaniu w niej technologii MIMO (Multiple Input Multiple Output) oraz dwukrotnym zwiększeniu szerokości kanałów transmisyjnych – do 40 MHz, przepustowość sieci może zwiększyć się do ponad 100 Mb/s, czyli przewyższyć nie tylko poprawne wersje WiFi (802.11b, 802.11g), ale również najpopularniejszy obecnie standard przewodowy Fast Ethernet. Nowy standard ma również zapewnić większy zasięg sygnału, który ma wynosić od 35 do 250 metrów, w zależności od środowiska oraz liczby i charakteru przeszkód na drodze. Chociaż standard jest nowy (zatwierdzono go pod koniec 2007 roku), należy oczekiwać, że opisane cechy zapewnią mu znaczącą liczbę zastosowań, również przemysłowych.

Współczesne urządzenia służące do transmisji danych w zastosowaniach przemysłowych od pewnego czasu stanowią odrębną gałąź sprzętu elektronicznego. Wykorzystanie modułów stanowiących węzły standardowej sieci komputerowej jest podyktowane ich szeroką dostępnością oraz niewielką ceną okablowania. Niestety, komputerowa sieć przemysłowa pozbawiona jest jednej z najistotniejszych zalet, jaką może szczycić się jej klasyczna odpowiedniczka – nie istnieje jeden zunifikowany standard przesyłania danych, zapewniający jednocześnie deterministyczny charakter transmisji. Liczne istniejące protokoły, choć oparte są na dobrze znanym Ethernecie, nadal nie są ze sobą zgodne w wielu aspektach. Tym samym w najbliższych latach należy spodziewać się zintensyfikowania wysiłków na rzecz wprowadzenia jednego standardu transmisji pod kontrolą protokołów czasu rzeczywistego. Z drugiej strony, nie należy lekceważyć technologii sieci bezprzewodowej (szczególnie standardu 802.11), której najnowsze odmiany niewiele ustępują najszybszym sieciom bezprzewodowym, nie wymagając okablowania, są natomiast wygodniejsze w instalacji i utrzymaniu. Można zatem przypuszczać, że już niedługo bezprzewodowe systemy automatyki przemysłowej staną się powszechnie akceptowanym standardem.

Literatura

1. http://www.rs485.com/rs485spec.html
2. D. E. Comer, Sieci komputerowe TCP/IP, t. 1, Wydawnictwa Naukowo- Techniczne, Warszawa 1997.
3. W. Winiecki, Organizacja komputerowych systemów pomiarowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1997.
4. http://www.advantech.com/products/8-port-10-100Mbps-Industrial-Smart-Ethernet-Switch/mod_1-23I09S.aspx
5. http://www.profibus.com
6. J. Kwaśniewski, Wprowadzenie do inteligentnych przetworników pomiarowych, WNT, Warszawa 1993.
7. http://www.ethercat.org/
8. http://ethernet-powerlink.org/
9. P. Bilski, W. Winiecki, Distributed Real-Time Measurement System Using Time-Triggered Network Approach, IDAACS’07, Dortmund, Germany, Sept. 6 - 8, 2007, pp. 8 - 13.
10. S. Gretlein, LabVIEW 8 Delivers Distributed Intelligence for Test, Control, and Design, http://zone.ni.com/devzone/cda/pub/p/id/61

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!