מהם פרוטוקולי האוטובוס של סימנס?

כחברה מובילה בתחום האוטומציה התעשייתית, לפרוטוקולי האוטובוסים של סימנס יש תפקיד מכריע במערכות אוטומציה. פרוטוקולי האוטובוס של סימנס כוללים מגוון סוגים, כל אחד תומך בתרחישי יישומים שונים ודרישות תקשורת שונות.

I. סקירה כללית של פרוטוקולי אוטובוס של סימנס

פרוטוקולי האוטובוס של סימנס הם מפרטים ותקנים המשמשים לאפשר תקשורת נתונים בין מכשירים. פרוטוקולים אלו נעים בין תקשורת טורית פשוטה לתקשורת Ethernet תעשייתית מורכבת ומתאימים למערכות אוטומציה ורשתות בקרה שונות. הבחירה בפרוטוקול אוטובוס של סימנס תלויה בגורמים כגון תרחיש היישום הספציפי, קצב העברת הנתונים, מרחק התקשורת, תאימות המכשיר ועלות.

II. פרוטוקולי אוטובוס מרכזיים של סימנס

1. פרוטוקול PROFIBUS

PROFIBUS (Process Field Bus) הוא פרוטוקול fieldbus שפותח על ידי סימנס ונמצא בשימוש נרחב בתחום האוטומציה התעשייתית. פרוטוקול PROFIBUS כולל מספר גרסאות, המשמעותיות שבהן הן PROFIBUS-DP (ציוד היקפי מבוזר) ו-PROFIBUS-PA (אוטומציה של תהליכים).

• PROFIBUS-DP: משמש בעיקר לתקשורת נתונים במהירות-ברמת המכשיר, כגון תקשורת בין PLCs ו-I/O מבוזרים, כוננים וחיישנים. הוא תומך במצב תקשורת מאסטר-עבד, שבו תחנת מאסטר יחידה (למשל, PLC) מתקשרת עם תחנות עבד מרובות (למשל, מודולי קלט/פלט מבוזרים). PROFIBUS-DP מציע מהירויות תקשורת גבוהות ותומך בהחלפת נתונים מחזורית והתקנים הניתנים לפרמטרים.
• PROFIBUS-PA: תוכנן במיוחד עבור אוטומציה של תהליכים, הוא משמש לתקשורת בין מכשירים וחיישנים ומערכות בקרה בסביבות שעלולות להיות נפיצות (כגון מפעלים כימיים). הוא משתמש בטכנולוגיית שידור בטוחה מהותית כדי להבטיח את הבטיחות והאמינות של העברת נתונים.

2. פרוטוקול PROFINET

PROFINET הוא פרוטוקול תקשורת של -הדור הבא שפותח על ידי סימנס המבוסס על טכנולוגיית Ethernet תעשייתי. הוא תומך בחילופי נתונים בזמן אמת- ותקשורת TCP/IP, ומספק פתרון רשת מקיף למגזר האוטומציה התעשייתית. פרוטוקול PROFINET לא רק תואם לטכנולוגיות fieldbus המסורתיות (כגון PROFIBUS) אלא גם תומך בתכונות מתקדמות כגון אוטומציה מבוזרת, בקרת תנועה, פונקציונליות בטוחה לכשל- ואבטחת רשת.

המאפיינים העיקריים של פרוטוקול PROFINET כוללים:

• יכולת-זמן אמת: תומך בתקשורת IRT (Isochronous Real-Time), מה שמבטיח שידור ועיבוד נתונים בזמן-אמת.
• גמישות: תומך בטופולוגיות רשת שונות (כגון כוכב, ליניארי ועץ), המאפשר למשתמשים לעצב רשתות בהתאם לצרכים הספציפיים שלהם.
• אינטגרציה: מסוגל להשתלב עם מגוון רחב של מכשירים ומערכות, כגון PLCs, חיישנים, מפעילים ורובוטים.
• אבטחה: מספק מנגנוני אבטחה שונים, כגון אימות, הצפנת נתונים ובקרת גישה, כדי להבטיח את אבטחת התקשורת ברשת.

3. פרוטוקול MPI

MPI (Multi-Point Interface) הוא פרוטוקול תקשורת טורית קנייני שפותח על ידי סימנס, המשמש בעיקר לתקשורת נתונים ותכנות/ניפוי באגים בין PLCs של סימנס. פרוטוקול MPI כולל מהירויות תקשורת מתונות וקישוריות פשוטה, מה שהופך אותו למתאים למערכות אוטומציה בקנה מידה קטן ולסביבות מעבדה. עם זאת, בשל אופיו הקנייני והמגבלות במהירות התקשורת, לפרוטוקול MPI יש יישום מוגבל יחסית במערכות אוטומציה תעשייתיות-בקנה מידה גדול.

4. AS-פרוטוקול ממשק

AS-Interface (ממשק חיישן מפעיל) הוא פרוטוקול המבוסס על טכנולוגיית אפיק טורי, המשמש בעיקר להעברת נתונים במהירות-נמוכה ותרחישי בקרת-עלויות נמוכות. זה מפשט את החיבור בין חיישנים ומפעילים למערכת הבקרה, ומפחית את עלויות החיווט וההתקנה. פרוטוקול AS-Interface תומך בסוגים שונים של חיישנים ומפעילים, כגון חיישנים בינאריים, חיישנים אנלוגיים ומפעילים, ומספק מנגנוני תקשורת פשוטים ופונקציות זיהוי שגיאות.

5. פרוטוקול PPI

PPI (Point-to-Point Interface) הוא פרוטוקול תקשורת שפותח על ידי סימנס במיוחד עבור PLCs מסדרת S7-200. הוא בנוי על בסיס החומרה של רשת RS-485 ותומך בתקשורת נתונים ובתיכנות באגים בין PLCs. פרוטוקול PPI משתמש במודל תקשורת מאסטר-עבד, יישום חילופי נתונים באמצעות הוראות פשוטות לקריאה ברשת (NetR) ו- Network Write (NetW). למרות שפרוטוקול PPI נמצא בשימוש נרחב בסדרת S7-200 של PLCs, הוא הוחלף בהדרגה בפרוטוקולים אחרים במערכות אוטומציה מתקדמות יותר בשל מגבלות במהירות התקשורת ובפונקציונליות שלו.

III. פרוטוקולים קשורים אחרים

בנוסף לפרוטוקולים העיקריים שהוזכרו לעיל, סימנס מספקת גם פרוטוקולים ותקני ממשק נוספים הקשורים לתקשורת אפיק, כגון Modbus ו-OPC UA. פרוטוקולים אלו נמצאים בשימוש נרחב וממלאים תפקיד משמעותי בתחום האוטומציה התעשייתית.

• Modbus: פרוטוקול תקשורת פתוח בשימוש נרחב בתחום האוטומציה התעשייתית. הוא תומך במדיות תקשורת ובשיטות שידור שונות (כגון תקשורת טורית ו-Ethernet) ומספק מודל נתונים עשיר ופונקציות תקשורת. פרוטוקול Modbus מועדף על ידי יצרני ציוד ומשלבי מערכות רבים בשל הפתיחות והתאימות שלו.
• OPC UA: פרוטוקול ארכיטקטורה מאוחד המבוסס על טכנולוגיית OPC (OLE for Process Control). הוא תומך בחילופי נתונים וביכולת הדדית בין-פלטפורמות וב-ספקים, ומספק פלטפורמת תקשורת נתונים פתוחה, מאובטחת ואמינה עבור מערכות אוטומציה תעשייתית. פרוטוקול OPC UA מכיל אפשרויות יישום רחבות במערכות אוטומציה תעשייתיות-בקנה מידה גדול ובתחום הייצור החכם.