Průmyslové sítě

Průmyslové sběrnice jsou digitální sériové sběrnice pro přenos dat pro zajištění síťové komunikace v průmyslových provozech. Tyto sběrnice mají zajistit strukturované řízení umožňujícího paralelní chod úloh a zpracování dat tzn. distribuovaný systém řízení.

Průmyslové sběrnice vznikají počátkem 80. let a jejich filozofie vychází z koncepce lokálních počítačových sítí. Na průmyslové sběrnice jsou ovšem kladeny specifické nároky, např. nutnost zajištění řízení v reálném čase, bezpečnosti přenosu a odolnosti proti rušení , z nichž vyplývá nutnost modifikace oproti počítačovým sítím.

Počet nejrůznějších digitálních komunikačních sítí a protokolů nabízených pro použití v průmyslu jde v současné době do mnoha desítek. Obr. 22. ukazuje jejich rozdělení.

Jednotlivé kategorie průmyslových sítí na obr. 22 se navzájem překrývají a daný standard je možné proto zařadit do obou ze sousedních skupin. Tak např. Interbus S je někdy charakterizován jako typický SensorBus, jindy je považován za DeviceBus (přenos po Bytech).

Jak již bylo řečeno současné době existuje několik desítek průmyslových komunikačních sběrnic. Zde je krátký výčet těch, které jsou zahrnuty buď do evropské normy EN nebo normy ISO anebo se prosazují jako úspěšné firemní sítě a protokoly.

Foundation Fieldbus je sériová průmyslová sběrnice, která nabývá na významu zejména díky podpoře severoamerického trhu automatizace. Není plně identická s léta připravovanou normou IEC pro jednotný celosvětový fieldbus, vychází však z většiny doporučení ISA SP50, zejména v definování linkové vrstvy dle normy IEC 1158- 2. Ve variantě H1 je vhodná pro použití ve výbušné zóně a stane se významným konkurentem Profibusu PA, který v linkové vrstvě ctí rovněž standard IEC 1158-2. Foundation Fieldbus však vychází i z projektu ISP (Interoperable System Project) a standardu WorldFIP. Spojuje v sobě tedy prvky řešení Profibusu a FIPu. Je deklarován jako otevřený standard.

Sběrnice AS-interface stojí spolu se sběrnicí Interbus S na nejnižší komunikační úrovni. Je vhodná pro rychlý sběr dat především z binárních čidel a k přenosu zejména binárních signálů pro účely logického řízení. Po mechanické i elektrické stránce je velmi dobře propracovaná, nalézá mnoho aplikací v Evropě i na severoamerickém kontinentu. Je podporována asi 40 firmami působícími v oblasti výrobců čidel a další procesní instrumentace.

Technologie LonWorks používá k vzájemné komunikaci mezi rovnocennými jednoduchými inteligentními stanicemi protokol LonTalk. Byla vyvinuta v USA a je určena původně pro automatizaci budov. Technologie LonWorks však nalézá široké uplatnění i v energetice, při propojování přístrojů a akčních členů spínacích stanic, ale i v řízení technologických procesů. V USA pokrývá velkou část aplikací v oblasti automatizace budov, neboť byla vyvíjena se zřetelem na snadnou implementaci amerického komunikačního standardu pro automatizaci budov (BackNet).

Jednou z nejrozšířenějších průmyslových sběrnic na úrovni Devicebus, dle obr. 22, je sběrnice CAN (Controller Area Network). Původně určena pro komunikaci mezi přístroji a další instrumentací v automobilech, těší se velkému rozšíření a značné popularitě. Definuje jen vlastní fyzickou vrstvu (nepoužívá obvyklé rozhraní RS 485) a je typická pro několikanásobné zabezpečení rychlého přenosu dat v linkové vrstvě. Nemá definovanou aplikační vrstvu a aplikaci ponechává plně na uživateli. Tvoří základ pro další průmyslové sběrnice jako je DeviceNet a CANopen, které využívají prvních dvou vrstev komunikačního modelu a definují nad nimi vlastní aplikační objektově orientovanou vrstvu. CAN je otevřeným standardem a je podporován několika výrobci mikroelektroniky. Řadiče CAN jsou běžně dostupné za nízkou cenu, což podporuje další rozšiřování této sběrnice i mimo oblast původního určení.

Další informace jsou k dispozici v literatuře [11, 15].