EMEA Gateway
T. +48.228145000
F. +48.224869753
E. info@emeagateway.com
Komunikacja - podstawa nowoczesnej automatyki

Zarówno najmniejsze jednostki centralne rodziny TECOMAT Foxtrot jak i większe, kompaktowe TECOMAT TC650 oraz najbardziej rozbudowane, modułowe TECOMAT TC700 mogą stanowić węzły sieciowe pozwalające na integrację komponentów bazujących na protokołach Profibus DP (Master i Slave), AS-Interface (z wykorzystaniem DP-AS-I converter), Modbus TCP (Ethernet), CAN (warstwa fizyczna i Link Layer), CAN Open, CIB, Wiegand, LONWorks, BACnet (zintegrowany z firmware TECOMAT Foxtrot), MP Bus, OpenTherm, FSK Modem, HART, EIB, BITBUS, INTERBUS, SERCOS, M-bus (akwzycja danych pomiarowych z liczników np. Landis Gyr, Schlumberger), EPSNET, EPSNET-F, UDP/TCP/IP i innych z wykorzystaniem standardów elektrycznych RS232, RS485, RS422, pętla prądowa 20mA i mediów typu skrętka, kabel koncentryczny, kabel energetyczny lub światłowód. Moduły CPU wyposażone są w porty szybkiej komunikacji 100/10 MBit/s Ethernet oraz w zintegrowany Web Serwer pozwalający na łatwą implementację dedykowanych stron internetowych. Oferowane systemy obejmują także pełną gamę rozwiązań łączności bezprzewodowej do wymiany informacji w strukturach elektroinstalacyjnych RFox oraz transmisji danych w formie pakietów GPRS, krótkich komunikatów SMS, przesyłu lokalnego w trybie WiFi lub IRDA czy z wykorzystaniem modemów telefonicznych lub transceiver'ów. Zasadnicza przewaga systemów TECOMAT nad innymi rozwiązaniami wynika z implementacji wszystkich wymienionych rozwiązań komunikacyjnych zarówno w sterownikach najmniejszych jak i tych kontrolujących rozległe i duże instalacje technologiczne, przez co ich możliwości aplikacyjne dominują w rozwiązaniach praktycznych. (Patrz także Moduły dla Foxtrot, Moduły dla TC700, LAN, Routing, GSM, GPRS, UMTS, VPN oraz Protokoły w systemach BMS)

Struktura komunikacyjna sterowników TECOMAT

Jednostka centralna sterownika TECOMAT dysponuje szeregiem kanałów komunikacyjnych, a wśród nich:
- kanał /CH1-CHx/ do swobodnie konfigurowanej transmisji sieciowej z wybranymi protokołami komunikacji szeregowej 
- kanał Fast Ethernet 10/100Mb do realizacji połączeń z sieciami globalnymi
- kanał RFox do komunikacji bezprzewodowej o zasięgu lokalnym w systemach elektroinstacyjnych
- kanał USB do realizacji połączeń Point-to-Point, programowania i diagnostyki bezpośrednio przy maszynie
- kanał TCL2 /magistrala systemowa 345kbit/s/ do rozbudowy szybkich peryferiów systemu sterowania
- kanał CIB /magistrala systemowa 153/6kbit/s/ do obwodów regulacyjnych i urządzeń sieci elektroinstalacyjnej

Kanały komunikacyjne są kompletnymi zespołami portów przyłączeniowych pozwalającymi na rozbudowę wieloodgałezieniowej struktury komunikacyjnej operującej jednocześnie w środowiskach lokalnych i globalnych. Jednostka centralna sterownika umożliwia wieloprotokołową koordynację zarówno komponentów obiektowych obsługiwanych maszyn i urządzeń jak i bieżącą współpracę skoordynowaną z innymi sterownikami kompletnego systemu technologicznego oraz komunikację globalną z systemami zarządzania dyspozytorskiego, raportowania i archiwizacji.



Struktura komunikacyjna sterownika Tecomat Foxtrot

Protokoły komunikacyjne

Sterowniki TECOMAT oferują szeroką gamę protokołów komunikacyjnych, za pomocą których można dołączyć urządzenia zewnętrzne. Protokoły te obsługiwane są przez wyjątkowo wydajne kanały komunikacji szeregowej CH1-CHx, USB oraz przez złącze Ethernet. Oferowane są dwa sposoby obsługi protokołów bądź w trybie parametryzacji kanału CH1 /tylko transmisja w standardzie RS232 w wybieralnych trybach PC, PLC, MPC, UNI, MDB i PFB - patrz poniżej/, bądź przez zastosowanie wsuwanych modułów elektronicznych konfigurujących pozostałe kanały dedykowanej obsłudze wybranego protokołu.

Submoduły elektroniczne z zaimplementowanymi protokołami lub uniwersalne, obsługiwane programowo: (patrz też Submoduły)

- Submoduł Profibus DP – do obsługi urządzeń zewnętrznych komunikujących się protokołem Profibus.
- Submoduł M-Bus – do obsługi urządzeń komunikujących się protokołem M-Bus /liczniki energii/.
- Submoduł CAN – do obsługi urządzeń komunikujących się protokołem CAN.
- Submoduł LON - do obsługi urządzeń komunikujących się protokołem LonWorks.
- Submoduł RS232 – do obsługi urządzeń komunikujących się w standardzie RS232 /Standard ten pozwala na transfer na odległość nie przekraczającą 15 m z szybkością maksymalną 20 kbit/s/.
- Submoduł RS485 – do obsługi urządzeń komunikujących się w standardzie RS485 /Standard ten umożliwia transmisję na większe odległości ok. 1500 mb., gdyż dzięki nadajnikowi różnicowemu zapewnia wystarczającą odporność na zakłócenia i interferencje mogące mieć wpływ na zdudnianie sygnału użytkowego. Standard ten ogranicza jednocześnie ilość użytkowników do 32/. Moduł RS485 wykorzystywany jest do obsługi różnych protokołów komunikacyjnych i urządzeń peryferyjnych o specyficznych składniach wymiany danych.
- Submoduł RS422 – do obsługi urządzeń komunikujących się w standardzie RS422 /Standard zbliżony do RS485 lecz o mniejszym znaczeniu w aplikacjach przemysłowych/.
- Submoduł I/O – do dołączenia jednostek peryferyjnych rozszerzających system sterowania.

Proces konfigurowania systemu komunikacji, a przez to i wybór trybów wymiany danych, realizowany jest przez jednolite narzędzie Mosaic. Rodzina TECOMAT standardowo oferuje bogatą bibliotekę driverów, które implementowane są dla obsługi peryferiów w wybranych trybach wymiany danych.

Tryby wymiany danych:

- PC – służy do połączenia sterownika PLC slave do systemu master /PLC, PC.../ przez sieć EPSNET. Driver obsługuje kanały komunikacyjne CH1-CHx, USB i kanał Ethernet (protokół TCP/IP-UDP). Wymiana danych na żądanie jednostki master. Połączenie służy budowie struktury z wieloma uczestnikami w przypadku zastosowania modułu RS485 lub Point-to-Point w przypadku wykorzystania innych kanałów bez stosowania tego modułu. Prędkość transmisji nastawiana do 115,20kBd /czas odpowiedzi na żądanie jednostki master od 90ns/.

- PLC – tryb służy do budowy struktury wielosterownikowej i natychmiastowej, bezpośredniej wymiany danych z innymi kontrolerami TECOMAT lub TECOREG pomiędzy wspólnymi /dedykowanymi wyłącznie do tego celu/ obszarami pamięci /od16 do 64CPU w zależności od wersji, dla Tecomat Foxtrot do 32CPU/. Przekazywanie danych /do 238 Bajtów/ następuje w każdym cyklu pracy sterownika jak do obszarów pamięci własnej. Prędkość transmisji do 230,4 kBd. Zaimplementowany protokół EPSNET-F. Driver obsługuje kanały komunikacyjne CH1-CHx, USB i kanał Ethernet (protokół TCP/IP-UDP). Połączenie służy budowie struktury z wieloma uczestnikami w przypadku zastosowania modułu RS485 lub Point-to-Point w przypadku wykorzystania innych kanałów bez stosowania tego modułu.

- MPC – służy do budowy struktury sieci komunikacji typu multimaster, w skład której wchodzą zarówno jednostki typu master jak i jednostki typu slave. Połączenie wymaga zastosowania modułu RS485 dla realizacji struktury sieci wielokomponentowej. Tryb powala na konfigurowanie systemu łączącego sterowniki TECOMAT, TECOREG i komputery PC wymieniające informacje protokołem EPSNET w pakietach do 238 bajtów.

- UNI – tryb służy do wymiany danych informacyjnych o charakterze uniwersalnym bez konieczności ich późniejszej weryfikacji. Tryb ten może być wykorzystywany jest do przesyłania informacji i komunikatów w łączności z urządzeniami peryferyjnymi takimi jak modemy, drukarki, panele operatorskie i wyświetlacze, inteligentne czujniki obiektowe, zadajniki, falowniki czy czytniki kodu kreskowego lub kamery. Driver obsługuje zarówno kanały łączności szeregowej jak i Ethernet.

- MDB – tryb służy do obsługi połączenia sieciowego z urządzeniami wymieniającymi dane w standardzie protokołu Modbus, np. w łączności z systemami wizualizacji bez możliwości wykorzystania uniwersalnej platformy jaką daje OPC Server. Sterownik TECOMAT pracuje w takim przypadku w trybie slave. Połączenie służy budowie struktury z wieloma uczestnikami w przypadku zastosowania modułu RS485 lub Point-to-Point w przypadku wykorzystania innych kanałów bez stosowania tego modułu. Driver obsługuje kanały komunikacyjne CH1-CHx, USB i kanał Ethernet (protokół TCP/IP-UDP). Sterownik TECOMAT może być widoczny przez innego użytkownika sieci jak jednostka centralna MODICON 884 dzięki emulacji, którą wystarczy wywołać w procesie parametryzacji. Tym sposobem tworzona jest brama mogąca łączyć rozwiązania bazujące na sieci Modbus z innymi, np. Profibus DP. To wyjątkowa cecha wśród sterowników dostępnych na rynku.

- PFB – tryb służy do wymiany danych w strukturze sieci Profibus DP. Sterownik TECOMAT przejmuje rolę organizacyjną pracując w trybie master i umożliwia połączenie do 32 jednostek typu slave. Mogą to być inne sterowniki, bądź pojedyncze urządzenia peryferyjne struktury rozproszonej. Wymiana danych jest niezależna od cyklu pracy sterownika przebiegając asynchronicznie od realizacji pętli programu użytkownika. Zgodnie ze standardem Profibus DP, transmitowane dane są odświeżane w każdym cyklu programu interfejsowego. Połączenie służy budowie struktury z wieloma uczestnikami w przypadku zastosowania modułu RS485 lub Point-to-Point w przypadku wykorzystania innych kanałów bez stosowania tego modułu.

- UPD – tryb służy do wymiany informacji z urządzeniami specjalizowanymi przekazującymi dane w konwencji równoległej.

- DPS – tryb służy do wymiany danych w strukturze sieci Profibus DP. Sterownik TECOMAT stanowi węzeł typu slave. Wymiana danych przebiega z prędkością do 12MBd.

- CAN – tryb służy do wymiany danych pomiędzy węzłami sieci CANopen. Sieć skonfigurowana na bazie protokołu CAN z reguły obsługuje jednostki autonomiczne, pracujące niezależnie od innych urządzeń sieciowych. Sterownik TECOMAT przyjmuje rolę aktywnego węzła mającego wpływ na przebieg procesów organizacji przebiegu transmisji. Można dokonać porównania do trybu pracy master.

- CAS – tryb wymiany danych pomiędzy węzłami sieci CANopen. Sterownik przejmuje rolę biernego użytkownika o cechach slave, którego zadaniem jest jedynie emisja sygnałów użytkowych bez partycypacji o organizacji pracy sieci.

- CAB – tryb wymiany danych pomiędzy węzłami sieci CANopen, których konfiguracja ma charakter połączenia równoległego. Możliwa jest obsługa do 15 węzłów w tej konfiguracji.

- CSJ – tryb jednoczesnej wymiany danych pomiędzy dwoma niezależnymi sieciami CANopen.

- EIO – tryb komunikacji z kasetami rozszerzającymi systemu TECOMAT

- RED - tryb synchronizacji komunikacji w strukturze redundantnej. Włączony na stałe. Użytkownik nie może parametryzować tego trybu.


Sieć EPSNET i EPSNET F

- Sieć EPSNET (tryb wymiany danych PC i MPC) stanowi rozwiązanie typu master-slave umożliwiające także pracę w trybie multimaster. Transmisja danych odbywa się na żądanie jednostki nadrzędnej, która w aktualnym momencie zarządza siecią. Liczba węzłów zależy od użytego medium transmisyjnego i jest z reguły ograniczana do 126.

- Sieć EPSNET F (tryb wymiany danych PLC) stanowi rozwiązanie typu monomaster, którego wszystkie węzły pracują w trybie slave. Struktura umożliwia natychmiastową wymianę danych bezpośrednio pomiędzy dedykowanymi obszarami pamięci roboczej współpracujących urządzeń w celu zminimalizowania opóźnień wymiany informacji pomiędzy współpracującymi węzłami. Sieć ta jest często wykorzystywana dla niezależnej transmisji danych istotnych bądź natychmiastowych, kierowanych bezpośrednio do obszarów pamięci roboczej innego sterownika. Daje to bardzo dużą przewagę technologiczną uniezależniając koordynację danych istotnych i alarmowych od transmisji danych użytkowych pomiędzy sterownikami, które mogą być jednocześnie połączone siecią EPSNET dla wymiany innych informacji i danych dotyczących przebiegu procesu. Rozwiązanie to jest szczególną cechą predystynującą sterowniki TECOMAT do wykorzystania w aplikacjach wymagających błyskawicznej reakcji systemu na zachodzące zjawiska technologiczne.

Dostępność

Opisane funkcje komunikacyjne są dostępne w każdej jednostce centralnej rodziny TECOMAT, co znacznie upraszcza proces projektowania oraz w poważny sposób obniża koszty kompletnych instalacji przy jednoczesnej maksymalizacji wydajności technologicznej zastosowanego rozwiązania. Istotna jest jednolitość struktury programowej i narzędzi inżynierskich. Do pełnej obsługi projektowej i serwisowej kompletnych systemów sterowania bazujących na dowolnych jednostkach centralnych TECOMAT, wystarczające jest korzystanie z programu Mosaic, który w każdej chwili jest dostępny w sieci Internet. Struktura wymiany danych stanowi, że TECOMAT jest ultranowoczesnym rozwiązaniem na miarę potrzeb specjalistów profesjonalnie związanych z automatyką przemysłową. /Szczegóły patrz Documentation for Serial Communication/