현장 제어 네트워크 기술로서 필드버스는 모션 제어 분야에서 공공 데이터 네트워크의 확장으로 간주됩니다. 그 부상은 자동 제어 기술 자체의 발전을 위한 새로운 기회를 제공합니다. Fieldbus는 다양한 미디어(다양한 유선 및 무선 모드)를 사용하여 디지털 신호를 전송할 수 있습니다. 두 개의 전선으로 수십 개의 자동 제어 장비에 연결할 수 있으며 많은 케이블, 슬롯 프레임, 연결 부품을 절약할 수 있습니다. 시스템 설계, 설치 및 유지 관리의 작업 부하를 줄입니다. Fieldbus는 실제로 현장에 흩어져 있는 완전한 제어 시스템을 형성하고 제어 시스템의 신뢰성을 향상시키며 제어 장비의 정보 콘텐츠를 풍부하게 합니다. 관제정보가 공공데이터망에 진입할 수 있는 조건을 조성하고, 현장제어장비와 상위제어관리망과의 연결을 통신하며, 관제망과 데이터망의 통합을 용이하게 하고, 신호의 원격전송과 원격자동화를 용이하게 한다. 제어.
1. Fieldbus는 제어 시스템 프레임워크입니다.
Fieldbus 제어 시스템은 플랫 네트워크 구조, 개방성, 상호 운용성, 기존 제어 기능의 완전한 분산 및 통합 제어 전략 구성 방법을 갖춘 필드 버스 기술을 기반으로 하는 차세대 분산 제어 시스템입니다.
2. 필드버스 동작 제어 시스템의 일반적인 적용:
PC 및 독립 디지털 모션 컨트롤러 및 액추에이터=개방형 모션 제어 시스템
터치스크린과 독립 디지털 컨트롤러 및 액추에이터=개방형 모션 제어 시스템
이 두 구조는 서보 제어 시스템과 모션 제어 기술의 발전 방향입니다. PC와 터치 스크린의 리소스를 최대한 활용하고 타사 소프트웨어로 사용자 응용 프로그램 개발을 완료하며 생성된 프로그램 명령을 모션 컨트롤러로 보내 업데이트된 위치 명령(모션 곡선)을 지속적으로 변환하고 통신 본선을 통해 운전자에게 전송하고 모터 드라이버는 모터에 제어 전기를 전송하여 명령에 필요한 위치 지정을 완료합니다. 다축 시스템에서 단일 컨트롤러는 여러 모터 또는 드라이버를 제어할 수 있습니다. 서보 모터는 주요 실행 구성 요소이며 특정 작업을 완료합니다. 버스는 분산된 통신 능력을 가진 측정 및 제어 장치와 드라이브 제어 장치를 네트워크 노드로 연결하여 서로 통신하고 함께 자동 제어 작업을 완료할 수 있는 제어 네트워크를 형성합니다.
이더넷 산업 자동화 시스템은 네트워크 및 지능형 실시간 제어를 향해 발전하고 있으므로 통신이 핵심이 되었으며 통합 통신 프로토콜 및 네트워크에 대한 사용자의 요구가 점점 절실해지고 있습니다. 한편, 인트라넷/인터넷 및 기타 정보 기술의 급속한 발전으로 인해 기업은 현장 제어 계층에서 관리 수준까지 포괄적이고 원활한 정보 통합을 실현하고 개방형 인프라를 제공해야 합니다. 불확실성과 이더넷의 실시간 성능에 관해서는 지능 허브, 활성 스위칭 기능, 우선 도입 및 이중 배선 등을 사용하여 기본적으로 해결했습니다. 데이터 전송 속도를 높이고 네트워크 토폴로지를 신중하게 선택하고 네트워크 부하를 제한함으로써 데이터 충돌 가능성을 최소화할 수 있습니다.
또한 이더넷을 제어하기 위해 노력하는 많은 국제 조직이 있습니다. 이 표준은 네트워크가 "개체"를 볼 수 있도록 합니다.
내장형 네트워크 모션 제어 시스템(NCS) 모션 제어(서보)는 기계적 이동 부품의 위치와 속도를 실시간으로 제어하고 관리하여 예상 궤적과 지정된 모션 매개변수에 따라 이동할 수 있도록 합니다. 개방형 구조 모션 제어 시스템은 일종의 모듈식, 재구성 가능, 확장 가능한 하드웨어 및 소프트웨어 시스템입니다.
위의 그림은 임베디드 모션 컨트롤러의 아키텍처를 보여줍니다. 그림에서 모션 컨트롤러가 네트워크 통신 모듈과 모션 제어 모듈의 두 가지 주요 부분으로 나뉜다는 것을 알 수 있습니다. 네트워크 통신 모듈은 인터넷에 직접 연결하고 미리 결정된 통신 프로토콜에 따라 콘솔에서 제어 명령을 얻은 다음 모션 제어 모듈에 명령을 내립니다. 모션 제어 모듈은 모터 드라이버와 직접 연결됩니다. 명령을 분석하고 판단한 후 해당 모터 제어 신호가 모터로 전송됩니다. 또한, 명령 수행 결과는 네트워크 통신 모듈에도 반환되며, 이후 네트워크를 통해 콘솔로 반환됩니다.
임베디드 모션 컨트롤러 주요 기능:
1. 모션 축 확장 도터 보드는 컨트롤러에서 모션 축을 확장하는 데 사용됩니다. 광섬유 네트워크를 사용하여 여러 컨트롤러를 네트워크로 연결하여 더 많은 축을 제어할 수 있습니다. 스테퍼 샤프트(펄스 + 방향) 및 서보 샤프트(아날로그 명령 + 위치 피드백)는 혼합 구성이 가능합니다.
2. 디지털 입출력 확장
3. 아날로그 입출력의 확장
4. 위치 피드백 인터페이스 확장(A/B/Z, SSI, SIN/COS)
5. 필드버스 인터페이스 확장: CAN, SERCOS, EtherNet, ProfiBus, DeviceNet, ModBUS, HostLink 등
Siemens Energy & Automation의 네트워크 제품 관리자인 Horst Kohlbert는 "Ethernet과 인터넷 서버가 내장된 필드 장치가 곧 현실이 될 것입니다.
이더넷은 미래의 네트워크 제어를 위한 최고의 솔루션이며 지배적인 필드버스가 되겠지만 필드버스 기술은 기존 시장을 쉽게 포기하지 않을 것이며 다양한 필드버스는 서로 학습하여 더욱 발전할 수 있다. 모든 종류의 필드버스는 특정한 기술적 초점과 응용 분야 상보성을 가지고 있으며 특정 측면에서 더 권위가 있습니다. 여러 필드버스의 공존은 사용자와 제조업체의 투자에 도움이 되지 않습니다. 많은 수의 버스 표준은 표준이 없는 것과 같습니다. 필드버스 기술의 꽃피고 번성하는 발전.
네트워크 제어 시스템은 제어 분야에서 사용되는 필드 버스가 상호 운용성과 개방성을 갖춘 높은 네트워크 성능을 갖춘 디지털 상호 연결 네트워크를 요구합니다. 디지털 상호 연결은 네트워크의 기본 특성입니다. 상호 운용성을 위해서는 통일된 표준과 프로토콜을 채택해야 합니다. 개방성은 기술이 개방되고 널리 사용된다는 것을 의미합니다. 이제 여러 필드버스 표준이 공존한다는 것은 기정사실입니다.
서로 다른 회사는 자신의 이익을 위해 표준 개발을 제어하므로 필드버스가 널리 사용되지 않습니다. 현재 이더넷 기술은 네트워크 제어 시스템 필드버스 기술의 특성에 가장 부합하므로 많은 회사에서 이더넷을 산업 제어 네트워크에 도입했습니다.
독일의 Jetter AG의 자동화 시스템, 이스라엘의 ELMO의 MAESTRO, 영국의 TRIO의 혁신적인 아이디어로 100Mb/s 이더넷 분산 지능형 제어 시스템을 기반으로 하며 "네트워크가 컨트롤러"라는 관점을 선언했습니다.
1. 영국 TRIO 컨트롤러 확장 활용
2. 이스라엘 MAESTRO 컨트롤러로 확장
그 특성은 다음과 같습니다.
(1) 인터넷과 유사한 구조, 데이터의 실시간 전송은 프로그래밍이 필요하지 않으며 네트워크의 계층 구조를 고려할 필요가 없습니다.
(2) 사용자에게는 하나의 데이터 세트와 하나의 프로그램만 있으며 모든 데이터는 네트워크에서 한 번만 표현하면 됩니다. 프로그램과 데이터를 모두 재사용할 수 있으며 네트워크는 실제 서버 역할을 합니다.
(3) 센서에서 공장 관리로의 직접 통신을 위한 이더넷 버스가 하나만 있습니다.
(4) 전체 공장의 글로벌 네트워킹을 실현하기 위해 인터넷에 연결할 수 있습니다.
(5) 이더넷은 다양한 지능형 모듈을 연결하는 시스템 버스일 뿐만 아니라 필드 장비를 연결하는 필드 버스이기도 합니다. 내부 커뮤니케이션과 외부 커뮤니케이션 사이에는 차이가 없습니다. 허브 기술은 각 컨트롤러에 통합되어 있으며 주소 공간을 할당하여 내부 통신과 외부 통신을 분리합니다.
1998년에 Foxboro는 Bayer AG의 Chlor-alkali 공장에 있는 Micro-I/A 자동화 시스템의 이더넷 I/O를 성공적으로 사용했습니다. 이더넷은 모든 현장 장비, 컨트롤러 및 PC 워크스테이션을 매우 안정적이고 저렴한 실시간 제어 정보 네트워크로 통합합니다.
산업용 이더넷 네트워크는 Profibus, Devicnet, modbus, controlnet, TCP/IP에 대한 canopen 프로토콜, 동일한 네트워크에서 다양한 프로토콜의 응용 프로그램이 될 수 있으며 동시에 동일한 호스트와 대화할 수 있습니다. 보편적 표준의 문제를 진정으로 해결하지 못합니다.
