Aktuální vydání

celé číslo

01

2020

Operátorské panely, HMI, SCADA

celé číslo

Jak propojit průmyslovou sběrnici s Ethernetem?

Prudký rozvoj komunikačních sítí založe­ných na protokolu IP se odrazil i v průmyslo­vé řídicí technice. Objevuje se stále více prů­myslových sběrnic založených na bázi Ether­netu. Jmenujme namátkou nejstarší Modbus/TCP, dále EtherNet/IP, Profinet, EtherCAT a další. Zdá se, že i konzervativní svět prů­myslových komunikací přijal ethernetovou komunikaci a vyrovnal se s jejími dříve tak zdůrazňovanými omezeními.
 
Původní průmyslové sběrnice ovšem stá­le existují. Fungují nejen vedle nových prů­myslových ethernetových sítí, ale často jako součást hybridních sítí. Důvodů k vybudování a provozování kombinované průmyslové sítě může být mnoho. Často je to jediná možnost, jak připojit zařízení, která se s ethernetovým rozhraním nevyrábějí. Jindy vznikne hybridní síť při rekonstrukci technologického procesu.
 
V každém případě je stále naléhavější ře­šit otázku, jak takovou síť vybudovat. Propo­jení sítí s různými komunikačními protoko­ly se obecně realizuje komunikační bránou (gateway). Jednou z nich je Anybus X-Gate­way, která byla navržena speciálně k propo­jení různých průmyslových sběrnic s odliš­nými protokoly.
 
Výrobcem jednotek Anybus X-Gateway je firma HMS Industrial Networks AB. Tato společnost se zabývá konverzí průmyslových sběrnic již patnáct let; první jednotky koncep­ce Anybus byly vyrobeny v roce 1994. Vý­znamnou předností všech jednotek této řady je zaručené chování rozhraní podle přísluš­ného doporučení, které je garantováno cer­tifikátem Fieldbus Conformance. Certifikát je podložen osvědčením testovací laborato­ře akreditované mezinárodní asociací sdru­žující výrobce a uživatele dané průmyslo­vé sběrnice.
 
Podívejme se, jak Anybus X-Gateway řeší propojení „klasické“ a „ethernetové“ průmys­lové sběrnice. Ze znázornění pomocí modelu ISO/OSI (obr. 2) je zřejmé, že data jsou ze sběrnice přejata rozhraním odpovídajícím pří­slušnému protokolu a předána vnitřnímu roz­hraní, které je přenese do předávací tabulky. Přes druhé vnitřní rozhraní jsou data vyzved­nuta a zapsána do aplikační úrovně protokolu ethernetové komunikace. Tato koncepce má výhodu i v tom, že moduly rozhraní sběrnic, které se zasouvají do jednotného konekto­ru vnitřního rozhraní, mohou být výměnné. Se sedmnácti vyráběnými moduly je možné sestavit komunikační bránu pro libovolnou sběrnici z více než 180 kombinací různých sběrnic. Je-li jedna z nich založena na Ether­netu (popř. i obě), lze navíc využít všechny přídavné funk­ce informační techniky, jako jsou např. dynamický webo­vý server s podporou skriptů SSI, paměť flash a FTP. Také vzdálená správa a diagnosti­ka jsou v tomto případě rea­lizovány prostřednictvím we­bové stránky.
 
Zásuvné jednotky i vnitř­ní řadič komunikační brány jsou postaveny na zákaznic­kých procesorových obvodech orientovaných na úlohy typic­ké pro komunikační rozhraní. Proto je přenos dat přes ko­munikační bránu rychlý; typická doba přeno­su je 10 až 15 ms a závisí především na typu sběrnice.
 
Komunikační brána Anybus X-Gateway je konstruována s ohledem na použití v sys­témech průmyslové automatizace. Montu­je se na lištu DIN, je napájena z běžného zdroje 24 V a pracuje v rozmezí teplot od 0 do +65 °C. Neocenitelnou výhodou pro po­užití v reálném prostředí průmyslové výroby je vzájemné galvanické oddělení obou sběr­nic i napájecího napětí.
 
Typický příklad využití jednotky Anybus X-Gateway ukazuje obr. 3. Propojení klasic­ké sběrnice Profibus-DP se sběrnicí EtherNet//IP umožňuje ovládat řízené (slave) jednotky Profibus z PLC, který je ve funkci řídicí (mas­ter) jednotky připojen k ethernetové lince.
 
Jakékoliv další informace o propojení prů­myslových sítí poskytne libovolná kancelář společnosti FCC průmyslové systémy.
Ing. Otto Havle, CSc., MBA,
 
Obr. 1. Komunikační brána Anybus X-Ga­teway
Obr. 2. Princip předávání dat mezi průmyslovou sběrnicí a ethernetovou linkou v jednotce Anybus X-Gateway
Obr. 3. Typické použití jednotky Anybus X-Gateway