Основные технические характеристики процессора ср 343-2

Характеристика	Значение
Профиль ведущего устройства	AS-Interface V3.0
Цикл опроса шины	5мс на 31 дискретное ведомое устройство 10мс на 62 дискретных ведомых устройства
Объем данных в адресном пространстве ввода-вывода S7-300: для ввода для вывода	16 байт 16 байт
Напряжение питания	=5В от шины контроллера
Потребляемый ток, не более: от внутренней шины контроллера от цепей питания AS интерфейса	200 мА (при =5В) 100 мА
Условия эксплуатации: диапазон рабочих температур диапазон температур хранения и транспортировки относительная влажность	0…60 °C -40…+70 °C до 95% при 25 °C, без конденсата
Габариты	40х125х120 мм
Масса	0.19 кг

Для произведения подключения рассматриваемого контроллера к сети Industrial Ethernet используем коммуникационный процессор СР 343-1.

СР 343-1 позволяет поддерживать связь между S7-300/C7/SINUMERIK 840D и:

• программаторами и компьютерами;

• системами автоматизации S5/S7/WinAC/SINUMERIK;

• приборами и системами человеко-машинного интерфейса;

• приборами полевого уровня PROFINET IO.

Основные технические характеристики коммуникационного процессора СР 343-1 приведены в таблице 10.

Таблица 10

Основные технические характеристики процессора ср 343-1

Характеристика	Значение
Скорость обмена данными	10/100 Мбит/с
Количество подключаемых приборов, не более	32
Область отображения ввода/вывода, не более	1024 байт/1024 байт
Объем полезных данных ввода/вывода на один прибор	240 байт/240 байт
Область отображения ввода/вывода, не более	512 байт/512 байт
Напряжение питания: номинальное значение допустимый диапазон отклонений	=24 В =20.4 … 28.8 В
Потребляемый ток: от внутренней шины контроллера, не более от источника питания =24 В, не более	200мА 200мА
Потребляемая мощность	5.8 Вт
Условия эксплуатации: диапазон рабочих температур диапазон температур хранения и транспортировки относительная влажность	0…60 °C -40…+70 °C до 95% при 25 °C, без конденсата
Габариты	40х125х120 мм
Масса	0.22 кг

3.3 Выбор датчиков

Для обеспечения верхних уровней управления оперативной информацией о состоянии как всего комплекса, так и каждой единицы технологического оборудования в отдельности, необходимо применение устройств съема информации. Существует огромное количество различных датчиков позволяющих получать всю необходимую информацию о состоянии системы. Выбор используемых датчиков во многом зависит от решаемых задач.

• Ультразвуковые датчики PXS

Ультразвуковые датчики Simatic PXS могут использоваться в качестве бесконтактных датчиков приближения во многих областях техники автоматизации. Приборы могут применяться везде, где необходимо проводить определение расстояний в воздушной среде, так как они в состоянии не только обнаруживать объекты, но определять и измерять абсолютную величину расстояния между ними и датчиком. При обработке результатов измерения осуществляется компенсация изменений условий среды (например, колебаний температуры).

Регистрируемые объекты могут быть твёрдыми, жидкими, зернистыми или порошкообразными. Материал может быть прозрачным, или окрашенным, с полированной или матовой поверхностью.

Ультразвуковые датчики Simatic PXS работают только в воздушной среде и могут фиксировать все объекты, отражающие ультразвук. Приборы циклически излучают ультразвуковые импульсы. При отражении импульсов от объекта возникающий эхо-сигнал принимается и преобразуется в электрический сигнал. Прием поступающего эхо-сигнала зависит от его интенсивности, которая, в свою очередь, определяется расстоянием от объекта до датчика.

Области применения УЗ датчиков:

• измерение размера;

• измерение высоты пакета;

• измерение диаметра и скорости;

• счет;

• мониторинг петли;

• контроль качества;

• контроль расстояния;

• измерение уровня;

• ультразвуковой барьер.

Датчики производятся в нескольких исполнениях:

• в стандартном исполнении приборы имеют жестко встроенный датчик;

• висполнении с отдельным датчиком: ультразвуковой датчик помещается в цилиндрическом корпусе, отдельно от остальной электроники. Благодаря очень малым размерам датчик прекрасно подходит для установки в тесных местах.

• висполнении с поворотным датчиком: ультразвуковой датчик крепится шарниром к цилиндрическому корпусу с электроникой обработки сигнала. Шарнир обеспечивает поворот вокруг оси цилиндра и примерно на 100° перпендикулярно ей.

Основные технические характеристики датчика представлены в таблице 11.

Таблица 11

Основные технические характеристики датчиков PXS

Характеристика	Значение
Диапазон измерения	6-600 см.
Рабочее напряжение	12…30 В
Частота ультразвука	80…400 кГц
Частота переключения	1…8 Гц
Время ответа	80…400 мс
Задержка включения	280 мс
Индикатор переключения	Yellow LED
Степень защиты	IP65
Окружающая температура: при работе при хранении и транспортировке	-25…+70 ^оС -40…+85 ^оС

Данные датчики могут быть использованы в проектируемом ГАК в станках для контроля наличия детали в патроне станка, контроля состояния патрона станка, контроля наличия заготовки в схвате робота.

• Индуктивные датчики SIMATIC PXI

Датчики приближения - самое простое и эффективное решение для бесконтактного определения металлических объектов. При приближении материала с хорошей электрической и/или магнитной проводимостью поле ослабляется. Оба состояния (поле ослаблено или не ослаблено) анализируются в датчике с изменением сигнала на выходе.

Индуктивные датчики является бесконтактным датчиком положения, не содержащим деталей, подверженных механическому износу, и практически нечувствительным к влиянию окружающей среды.

Индуктивные датчики обеспечивают экономичный метод обнаружения металлических объектов. Их используют там, где металл играет большую роль, например:

• в автомобильной промышленности

• в машиностроении

• в роботостроении

• в транспортерной технике

• в целлюлозно-бумажной и полиграфической промышленности и т.д.

Таблица 12

Основные технические характеристики датчиков PXI

Характеристика	Значение
Диапазон измерения	0,6…75 мм.
Максимальная длина кабеля: АС DC	100 м 300 м
AS-interface	есть
Стойкость к ударам	30*g, длительность 18 мс
Стойкость к вибрациям	55 Гц, амплитуда 1мм
Степень защиты	IP65…69
Окружающая температура: при работе при хранении и транспортировке	-25…+80 ^оС -40…+85 ^оС

• Видеодатчик технического зрения SIMATIC VS 120

Типовые области применения SIMATIC VS120:

• Правильность объектов

• Позиционирование для задач „найти и поднять“

• Контроль наличия

• Контроль положения

• Проверка целостности объектов

При обработке на токарных станках возникает необходимость контроля положения заготовки в патроне станка. Для реализации данного контроля предлагается использовать видеодатчики технического зрения.

Основные технические характеристики видеодатчик SIMATICVS120 представлены таблице 12.

Таблица 13

Основные технические характеристики видеодатчика SIMATICVS120

Характеристика	Значение
Головка датчика
Чувствительный элемент		Микросхема ПЗС, 640х480 точек
Передача видео изображений		58 изображений в секунду в цифровом формате
Корпус		Черный алюминиевый анодированный, 42х42х100 мм
Масса		0.24 кг
Диапазон рабочих температур		0 … +50 °C
Допустимые вибрационные нагрузки		1 g/ 60 … 500 Гц
Блок обработки изображений
Органы оперативного управления		4-строчный дисплей и 6 кнопок
Программирование		В режиме “обучения” с автоматическим расчетом граничных значений
Максимальное количество эталонных объектов		15, по 2 привилегированных положения для каждого. Выбор эталонного объекта с помощью кнопок оператора или через дискретные входы или через PROFIBUS-DP.
Запуск анализа видео изображения		Внешний, через дискретный вход/ через PROFIBUS-DP
Габариты корпуса		170х140х76 мм
Диапазон рабочих температур		0 … +50 °C
Допустимые вибрационные нагрузки		1 g/ 60 … 500 Гц

• Концевые выключатели SIGUARD 3SF3

Данный ГАК по периметру имеет сетчатое ограждение. Для того, чтобы предотвратить появление людей в рабочей зоне роботов, на ворота, а также дверь кабины оператора установлены концевые выключатели, при размыкании которых происходит автоматический останов работы комплекса.

Таблица 14

Основные технические характеристики концевых выключателей 3SF3

Характеристика	Значение
Интерфейс	AS
Сигнал низкого уровня	Контакт разомкнут
Сигнал высокого уровня	Контакт замкнут
Отображение состояния	Зеленый/красный двойной LEDиндикатор
Механический ресурс	15*10^6рабочих цмклов
Степень защиты	IP65
Окружающая температура: при работе при хранении и транспортировке	-25…+60 ^оС -40…+80 ^оС

• Световой барьерFS 200 со встроенным ASi интерфейсом

Световые барьеры SIMATIC FS200 – это бесконтактные устройства защиты от доступа для опасных зон, опасных помещений и пунктов входа. Они являются оптимальным решением во многих случаях, особенно когда необходимо обеспечить безопасность, но это не должно иметь разрушительного действия или уменьшать производительность.

Всякий раз, когда световой луч прерывается, выдается сигнал для надежного прерывания опасного перемещения механизма, агрегата или иного механизированного оборудования.

Вся система состоит, по крайней мере, из одного фотореле, реагирующего на прерывание светового луча объектом, с отдельно расположенными передатчиком и приемником.

Световой барьер 3RG78 23 работает в качестве бесконтактного защитного устройства только вместе с анализатором сигналов 3RG78 25 или 3RG78 47. Световой барьер 3RG78 24 (категория 4) может также эксплуатироваться с анализаторами сигналов 3RG78 47.

Таблица 15

Основные технические характеристики светового барьера

Тип	3RG78 23	3RG78 24
Категория в соответствии с EN 954-1	Категория 2 (с отдельным анализатором сигнала)	Категория 4 (возможна работа без анализатора сигнала)
Рабочее напряжение	24 V DC	24 V DC
Рабочий диапазон	0 ... 120 м	0 ... 60 м
Типовой предельный диапазон	0 ... 150 м	–
Вид света	Инфракрасный (880 нм)
Угол открытие	макс. 4°	макс. 2°
Размер объекта (диаметр)	мин. 9 мм	мин. 13 мм
Рабочая температура	–25 ... +60 °C
Cтепень защиты	IP65
Подвод питания	Цилиндрический соединитель M12	Резьбой кабель сальник типа

• Лазерные сканеры SIMATIC FS600

В качестве альтернативы использования световой завесы могут использоваться лазерные сканеры SIMATIC FS600. Лазерный сканер работает на принципе измерения времени распространения импульса. При излучении чрезвычайно коротких импульсов света появляется разность во времени между передаваемым и принимаемым световым импульсом. Время распространения светового импульса непосредственно определяет расстояние до цели.

Рабочий диапазон сканера (190°) делится на угловые сегменты по 0,36°. В рабочем поле 190° и на расстоянии до 4,0 м (до 15 м в приложениях, не связанных с обеспечением безопасности), лазерный сканер надежно обнаруживает любой объект и любое лицо. И он работает так просто: датчик расстояния излучает световые импульсы через регулярные интервалы. Если они натыкаются на препятствие, то датчик принимает отраженный свет и анализирует его. Если результат оценивается как наличие объекта в предопределенной области, подлежащей защите, то запускается функция останова.

С максимум четырьмя программируемыми парами защитных полей, которые могут быть выбраны во время работы, лазерные сканеры могут быть оптимально адаптированы к любому приложению – на станках, промышленных роботах, конвейерных системах или транспортных средствах.

Различные варианты поддерживают оптимальное встраивание в систему автоматизации: или традиционно, в цепи аварийной защиты, через PROFIBUS или через AS-Interface.

Области применения:

• горизонтальная защита опасной зоны;

• горизонтальная защита опасной зоны с несколькими зонами, подлежащими защите;

• контроль маршрута для транспортных систем без водителя;

• защита от столкновения для движущихся объектов;

• все виды защиты опасных зон;

• защита помещений и защита от доступа;

• проектирование контроля объектов (защита механизмов и людей);

• измерения, не связанные с обеспечением безопасности, или задачи распознавания (например, определение расстояния, положения или распознавание контура).

Технические характеристики лазерного сканера представлены в таблице 16.

Таблица 16

Основные технические характеристики светового барьера

Характеристика	Значение
Защитная зона
Расстояние обнаружения	0 ... 4 м
Коэффициент яркости	Мин. 1.8 %
Время реакции: двойной анализ (2 цикла) настраиваемое до 16 циклов	85 мс 645 мс
Количество	4 (выбирается через коммутируемые входы)
Выход	Надежное подключение AS-Interface
Запуск	Тестирование запуска и блокирование запуска могут быть установлены раздельно
Повторный пуск	160 мс ... 10 с (настраиваемый или в ручную)
Зона предупреждения
Расстояние обнаружения	0 ... 15 м
Коэффициент яркости	Мин. 20 %
Размер объекта	150 × 150 мм
Время реакции: двойной анализ (2 цикла) настраиваемое до 16 циклов	85 мс 645 мс
Количество зон предупреждения	4 (выбирается через коммутируемые входы)
Выход	Подключение AS-Interface
Измерение контура
Расстояние обнаружения	0 ... 50 м
Коэффициент яркости	Мин. 20 %
Выход	Последовательный интерфейс RS 232 через инфракрасный интерфейс
Радиальное разрешение	5 мм
Разрешение по плоскости	0.36°
Напряжение питания
Через сеть AS-Interface	29.5 ... 31.6 В (в соответствии с техническими характеристиками AS-Interface)
Через дополнительное питание AS-Interface	до 30 В постоянного тока
Через внешний источник питания	24 В постоянного тока (+/-20 %)
Защита от сверхтоков	Предохранитель на 1,25 A со средней или малой скоростью срабатывания
Питающий ток	тип. 350 мА
Входы: повторный пуск/возврат в исходное состояние переключение между парами зон	подключение командного устройства для режима работы «с блокировкой повторного пуска» и/или возвратов устройства в исходное состояние, контролируется динамически, 24 В пост. тока с оптической развязкой выбор пары зон посредством 4 управляющих кабелей с внутренним контролем (одна пара зон = одна защитная зона и одна зона предупреждения), 24 В пост. тока с оптической развязкой
Программирование адресов AS-Interface	Подключение обычно имеющегося в наличии устройства программирования адресов AS-Interface
Интерфейсы RS232 для каждого инфракрасного интерфейса	Для параметризации устройства и функционирования зон
Оптическая система
Угловая зона	190°
Угловое разрешение	0.36°
Без монтажной системы (относительно задней стенки корпуса)	± 0.18
С монтажной системой (относительно посадочной поверхности	± 0.22
Скорость развертки	25 скан/с или 40 мс/скан
Длина волны	905 нм
Расходимость пучка	2 мрад
Временная развертка	100 с
Степень защиты	IP65
Температура окружающей среды: эксплуатация хранение	0 ... +50°C -20 ... +60°C
Размеры (Ш x В x Г)	140 × 168 × 165 мм
Передатчик	Инфракрасный лазерный диод (λ = 905 нм)
AS-Interface
Код вода/вывода	0 (четыре бита данных в качестве выходов)
Адрес slave-устройства	Программируется пользователем в диапазоне 1 ... 31 (состояние при поставке = 0)
Время цикла в соответствии с техническими данными AS-Interface в мс	5
Профили	Безопасное slave-устройство

• Датчики состояния оборудования

Для диагностики состояния силовой части оборудования используются пристраиваемые оптоэлектронные угловые датчики SIMODRIVESensors, регистрирующие участки пути, углы поворота и скорости станков. Используются в комбинации либо с ЧПУ, либо с приводами, например, SIMODRIVE 611, SIMODRIVE POSMO.

Диагностика исправности системы инструмента возможна при помощи интеллектуальных датчиков семейства продуктовMOBY. Например, идентификация инструмента осуществляется посредством MOBY E. При этом мобильные карты памяти (кодовые носители) крепятся на подлежащих идентификации объектах (инструментах), которые содержат все производственные и качественные данные. Считывание и запись требуемых данных производится индуктивно (бесконтактно) с помощью стационарных записывающих/считывающих устройств. Через интерфейс (макс. 1000 м) SLG подсоединяются к разъему, который через ПО MOBY-Стандарт делает возможной простую интеграцию в SIMATIC S7/ SINUMERIK.

• Станции распределенного ввода/вывода ET 200eco

Для организации обмена информацией ультразвуковых датчиков и контроллера, предлагается использовать станции распределенного ввода/вывода ET200eco.

ET 200eco - это компактная станция распределенного ввода-вывода со степенью защиты IP65/67. Станция отличается простотой монтажа и обслуживания и позволяет создавать экономичные системы распределенного ввода-вывода на основе PROFIBUS-DP.

Компактный корпус и высокая степень защиты позволяют монтировать станцию непосредственно на автоматизируемых машинах без использования шкафов управления. Подключение к PROFIBUS-DP может выполняться через соединительный блок M12, 7/8" или через соединительный блок ECOFAST.

В сети PROFIBUS-DP станция SIMATIC ET 200eco выполняет функции пассивного (ведомого) устройства. Скорость передачи данных может достигать 12 Мбит/с.

4. Выбор промышленных сетей

• AS-интерфейс

AS-интерфейс – это сеть полевого уровня, позволяющая объединять датчики и приводы различного назначения. Питание всех сетевых компонентов и передача данных производится по одному и тому же кабелю.

Существовавшие раньше решения предполагали соединение шкафа управления с датчиками и исполнительными механизмами большим количеством проводов и контрольных кабелей. Для подключения этих цепей требовалось большое количество соединительных компонентов.

Применение AS-интерфейса позволяет соединять все элементы системы одним 2-жильным кабелем и обеспечивать высокую степень защиты системы автоматизации (IP 65/67). Благодаря новым методам соединения (методом прокалывания изоляции) компоненты AS-интерфейса могут подключаться в любой точке соединительного кабеля. Эта концепция обеспечивает высокую гибкость в применении AS-интерфейса, дает высокий экономический эффект. Для питания сетевых устройств должны использоваться только специальные блоки питания, предназначенные для работы в AS-интерфейсе. Обычные стабилизированные блоки питания могут использоваться только для питания вспомогательных цепей сетевых устройств AS интерфейса.

Рис. 7 ASв иерархии сетей

В составе AS-интерфейса могут использоваться:

• ведущие сетевые устройства в виде коммуникационных процессоров программируемых контроллеров SIMATIC S5/S7 и станций распределенного ввода-вывода SIMATIC ET 200M/X, а также модулей связи DP/ASi;

• сетевой кабель AS-интерфейса с оболочкой специальной или круглой формы;

• повторители/ расширители;

• блоки питания AS интерфейса;

• модули для подключения стандартных датчиков и исполнительных устройств;

• датчики и исполнительные устройства с встроенным интерфейсом ведомых устройств;

• приборы для установки сетевых адресов ведомых устройств AS-интерфейса;

• оборудование и аппаратура других производителей.

Технические характеристики представлены в таблице 17.

Таблица 17

Технические характеристики AS-интерфейса

Характеристика	Значение
Стандарт	EN 50295.
Топология сети	линейная, звездообразная, древовидная.
Среда передачи	неэкранированный двухжильный кабель (2 x 1,5 мм^2) для данных и питания.
Техника подключения	подключение сетевых устройств выполняется методом прокалывания изоляции кабеля AS-интерфейса.
Максимальная длина кабеля	100 м без повторителей/расширителей; 500 м с повторителями/расширителями (параллельное включение репитеров).
Максимальное время цикла	5 мс при максимальной конфигурации сети; 10 мс при применении A/B-технологии.
Максимальное количество станций	31 по спецификации V2.0; 62 по спецификации V2.1 (A/B-технология).
Максимальное количество дискретных датчиков/исполнительных устройств	124 по спецификации V2.0; 248 по спецификации V2.1.
Метод доступа	Циклическое сканирование ведомых устройств, циклическая передача данных в память центрального процессора.
Коррекция ошибок	Идентификация ошибок и повторный запрос со стороны ведущего устройства.

• Промышленная сеть PROFIBUS

PROFIBUS (PROcess FIeld BUS) – это промышленная сеть полевого уровня, отвечающая требованиям части 2 европейских норм EN 50170 и международного стандарта IEC 61158-3 Ed2. Она используется для организации связи между программируемыми контроллерами и станциями распределенного ввода-вывода ET 200, устройствами человеко-машинного интерфейса и другими приборами полевого уровня. Кроме того, PROFIBUS позволяет выполнять дистанционное программирование и конфигурирование систем автоматизации, их отладку, диагностирование и запуск.

Рис. 8 PROFIBUS в иерархии сетей

PROFIBUS характеризуется следующими функциями:

• дистанционное обслуживание устройств децентрализованной периферии, а также обмен данными в соответствии с требованиями международных стандартов IEC 61158/EN 50170;

• возможность подключения оборудования любых производителей, поддерживающих стандарты IEC 61158/EN 50170 (PROFIBUS поддерживает свыше 600 крупных производителей электротехнического оборудования и средств автоматизации);

• стандарт сети полевого уровня, определяющий физические характеристики среды передачи данных, методы доступа к данным, протокол передачи данных и требования к интерфейсу пользователя;

• связь полевого уровня: PROFIBUS-DP (Distributed Periphery) – для скоростного обмена данными с приборами полевого уровня; PROFIBUS-PA (Process Automation) – для обмена данными с устройствами, расположенными в зонах повышенной опасности;

• обмен данными: PROFIBUS FMS (Field Bus Message Specification) – для обмена данными между интеллектуальными устройствами автоматизации;

Связь с полевым уровнем (PROFIBUS-DP и PROFIBUS-PA) используется для обслуживания систем распределенного ввода-вывода, а также устройств и систем человеко-машинного интерфейса. Подключение устройств распределенного ввода-вывода к системам автоматизации производится через:

• встроенные интерфейсы центральных процессоров (CPU),

• интерфейсные модули (IM) или съемные интерфейсные субмодули (IF),

• коммуникационные процессоры (CP).

Технические характеристики представлены в таблице 17.

Таблица 17

Технические характеристики сети PROFIBUS

Характеристика	Значение
Стандарт	PROFIBUS в соответствии с требованиями IEC 61158/EN 50170, часть 2/
Топология сети: с электрическими каналами связи с оптическими каналами связи с инфракрасными каналами связи	магистральная, древовидная; магистральная, древовидная, кольцевая, звезда; точка-точка, тока-несколько точек.
Типы каналов связи: электрических оптических беспроводных	экранированная витая пара; оптоволоконный кабель (стеклянный, PCF, пластиковый); инфракрасное излучение.
Протяженность сети: с электрическими каналами связи с оптическими каналами связи с инфракрасными каналами связи	до 9.6 км; до 90 км; до 15 м.
Скорость передачи данных	9.6Кбит/с …12Мбит/с
Максимальное количество станций на сеть	127
Метод доступа	метод эстафетной передачи с поддержкой механизма “ведущий-ведомый” на нижнем уровне
Протоколы	PROFIBUS-DP PG/OP функции связи S7 функции связи функции S5-совместимой связи (SEND/RECEIVE) PROFIBUS-FMS

Для связи контроллера с полевым уровнем в проектируемой системе управления выберем промышленную сеть PROFIBUS-DP. К одной системе автоматизации может подключаться несколько сетей PROFIBUS-DP, что позволяет не только увеличивать количество обслуживаемых устройств распределенного ввода-вывода, но и разделять их на группы по различным технологическим признакам.

PROFIBUS-DP:

Протокол PROFIBUS-DP отвечает требованиям стандартов IEC 61158 и EN 50170 и ориентирован на организацию скоростного циклического обмена небольшими объемами данных между активными (Master) и пассивными (Slave) сетевыми устройствами. Функции активных устройств выполняют системы автоматизации, устройства и системы человеко-машинного интерфейса, обслуживающие системы. В качестве пассивных устройств используются станции распределенного ввода-вывода SIMATIC ET 200, а также аппаратура полевого уровня с встроенными интерфейсами PROFIBUS-DP (датчики, регуляторы, преобразователи частоты, устройства плавного пуска, коммутационная аппаратура и т.д .). Помимо циклического (синхронного) обмена между активными и интеллектуальными пассивными устройствами поддерживается асинхронный обмен данными , используемый для передачи параметров настройки, диагностической информации и т .д .

Сеть PROFIBUS может быть использована для организации обмена данными между интеллектуальными сетевыми устройствами. Сеансы связи могут устанавливаться между двумя системами автоматизации, системой автоматизации и компьютером и т.д.

Выбранный центральный процессор CPU315-2 имеет встроенный интерфейсPROFIBUS-DP, однако для разгрузки ЦП от выполнения коммуникационных функций используется коммуникационный процессорCP342-5.

• Промышленная сеть Industrial Ethernet

Промышленная сеть верхних уровней управления, отвечающая требованиям международного стандарта IEEE802.3 (Ethernet).

Особенности сети:

• Простое и быстрое подключение сетевых компонентов.

• Высокая гибкость: существующие сети могут расширяться без их остановки.

• Высокая надежность, достигаемая использованием резервированных топологий.

• Неограниченная производительность, поддерживаемая использованием коммутируемых сетей.

• Возможность применения в офисных и промышленных условиях.

• Использование оборудования множества производителей за счет подключения к WAN(wideareanetwork), например,ISDNилиInternet.

Рис. 9 Industrial Ethernet в иерархии сетей

Использование технологии коммутируемых сетей практически снимает ограничения на возможные сферы применения этой сети. Дополнительно IndustrialEthernetпозволяет использовать беспроводный обмен данными, что существенно упрощает интеграцию подобных решений в существующие сети. Через беспроводные сети можно получать доступ к информации вInternet/Intranetв любое время и из любого места.

IndustrialEthernetпозволяет производить обмен данными между программируемыми контроллерами, а также между программируемыми контроллерами и интеллектуальными партнерами по связи (например, компьютерами).

IndustrialEthernetпозволяет создавать высокопроизводительные системы промышленной связи с линейной, кольцевой или звездообразной топологией.

Технические характеристики сети IndustrialEthernetпредставлены в таблице 18.

Таблица 18

Технические характеристики сети IndustrialEthernet

Характеристика	Значение
Стандарт	Ethernet по (IEEE 802.3 и IEEE 802.3u)
Процедура доступа	CSMA/CD
Скорость передачи	10 Мбит/с 100 Мбит/с
Количество участников	неограничено, по 1024 на сегмент
Длина сети: электрические сети оптические сети 10 Мбит/с комутируемые оптические сети 100Мбит/с	1.5 км км неограничено
Среда передачи: электрические сети оптические сети	триаксиальный кабель, индустриальная и оффисная витые пары; оптоволоконные кабели (стекло).
Топология	Шина, дерево, кольцо, звезда
Протоколы	Протоколонезависимая сеть

Данная сеть может быть использована в проектируемой системе управления для решения задач загрузки управляющих программ и организации обмена информацией с цеховым уровнем.

4. Выбор сетевых компонентов

• Триаксиальные сети

Электрические сети 10 Мбит /с

В электрических сетях с классической магистральной структурой в качестве каналов связи используются триаксиальные кабели. Сеть включает в свой состав несколько сегментов. Протяженность каждого сегмента может достигать 500 м.

К одному сегменту можно подключать до 100 трансиверов. Если длины одного сегмента не хватает, то через повторители можно подключать дополнительные сегменты .

Сети на основе промышленных витых пар

Для подключения терминалов к электрическим сетям можно применять электрические модули связи ELM и промышленные витые пары (ITP). Кроме того, с помощью этих компонентов могут конфигурироваться недорогие звездообразные топологии, соответствующие требованиям стандарта IEEE 802.3.

• Оптические сети 10 Мбит /с

Оптические сети Industrial Ethernet могут иметь магистральную, кольцевую или звездообразную топологию. Конфигурирование оптических сетей выполняется с помощью оптических модулей связи OLM или разветвителей ASGE. Каналы связи выполняются оптоволоконным кабелем. Протяженность оптоволоконной линии может достигать 4.5 км .

Терминальные устройства (DTE) могут подключаться:

• к разветвителям ASGE с помощью соединительных кабелей 727-1 или промышленных витых пар

•к оптическим модулям связи OLM с помощью промышленных витых пар.

Удаленные терминалы могут подключаться через мини трансиверы OTDE.

• Шинный терминал

Терминалы предназначены для подключения сетевых узлов к сегменту электрической сети PROFIBUS. Подключение к узлу производится радиальным кабелем с сетевым 9-полюсным соединителем. Сетевой терминал обеспечивает поддержку MPI соединений за счет непосредственного соединения нескольких терминалов (до 32 станций на сегмент).

Функции:

• подключение сетевой станции через гибкий кабель с 9-полюсным соединителем D-типа;

• подключение сетевого кабеля через 6-полюсный терминальный блок;

• сохранение возможности передачи данных по сети при отключении сетевого узла от сетевого терминала 12M;

• подключение терминальных резисторов на концевых точках сети.

Дополнительно сетевой терминал 12M позволяет выполнять однозначную локализацию ошибок в передаче данных в пределах одного сегмента сети.

При совместном использовании сетевых терминалов 12M и RS 485 на всю сеть распространяются правила конфигурирования сети с сетевыми терминалами RS 485.

• Активный сетевой терминатор RS 485

Активное оконечное сопротивление (терминатор) RS485 служит в качестве оконечной нагрузки шинного сегмента. Электропитание осуществляется независимо от абонентов шины. При этом оконечное сопротивление питается отдельно от остальных периферийных компонентов постоянно или напряжением, подключаемым перед периферией. Благодаря оконечной нагрузке системы шин абоненты (например, ET 200eco) могут свободно подключаться и отключаться, что не приводит к неправильному функционированию.

Таблица 19

Основные технические характеристики активного терминального элемента

Характеристика	Значение
Напряжение питания: номинальное значение (DC) допустимое значение, нижний предел (DC) допустимое значение, верхний предел (DC)	24 В 20.4 В 28.8 В
Потребляемый ток, типовое значение	30 мA
Соединительная система: линия шины мощность питания	винтовая форма винтовая форма
Скорость передачи данных PROFIBUS-DP, макс.	12 Mбит/с; от 9.6 kбит/с до 12 Mбит/с
Условия окружающей среды: рабочая температура температура хранения и транспортировки влажность: рабочая, максимальная	0…60˚С -40…+70˚С 95% при 25˚С
Степень и класс защиты	IP 20
Габаритные размеры, Ш*В*Г	60*70*43 мм
Масса	95 г.

• Трансивер с двумя интерфейсами

Для физического подключения устройств к сети Industrial Ethernet можно использовать трансиверы.

Особенности:

• подключение двух сетевых станций к триаксиальной сети Industrial Ethernet;

• гальваническая изоляция между станциями и сетью;

• надежное винтовое подключение триаксиального кабеля;

• непосредственное подключение двух станций;

• автономная работа двух станций.

Конструкция:

•Прочный алюминиевый корпус с габаритами трансивера с одним интерфейсом.

•Два гнезда 15-полюсных соединителей D-типа для подключения сетевых станций.

•Проходной механизм с гнездами соединителей N-типа для подключения триаксиального кабеля 727-0.

•Пять светодиодов: TX1 (передача по интерфейсу 1), TX2 (передача по интерфейсу 2), RX (прием ), COLL (коллизия ), PWR (напряжение питания ).

Таблица 20

Основные технические характеристики активного терминального элемента

Характеристика	Значение
Интерфейсы: подключения к IEна основе триаксиального кабеля 727-0 подключения к сетевому узлу	проходной механизм с двумя гнездами коаксиальных соединителей N-типа; два гнезда 15-полюсных соединителей D-типа.
Напряжение питания	=9.5 … 15.75 В (от сетевого узла)
Потребляемый ток	не более 500 мА
Сопротивление изоляции	10 МОм
Испытательное напряжение изоляции	~1.5 кВ (между триаксиальным кабелем и корпусом трансивера)
Допустимый диапазон температур: для монтажа и прокладки рабочий	0 … +55°C -40 … +70°C
Относительная влажность	не более 95% при +25°C
Габариты	180 х 85 х 45 мм
Масса	640 г
Степень защиты	IP 40 (в собранном состоянии)

• Неуправляемые коммутаторы SCALANCE X-100

Для подключения устройств полевого уровня к промышленной сети IndustrialEthernet, используем коммутаторыSCALANCEX-105. Они предназначены для построения линейных и звездообразных структур сети Industrial Ethernet с электрическими и оптическими каналами связи. Данные коммутаторы поддерживают технологии коммутируемых сетей. Возможно неограниченное расширение сети за счет каскадного включения коммутаторов SCALANCE.

В типовом варианте модуль SCALANCE X 100 устанавливается в один шкаф управления со всеми подключаемыми узлами сети. Все коммутаторы серии позволяют создавать линейные и звездообразные топологии сети Industrial Ethernet с электрическими и оптическими каналами связи.

При конфигурировании сети необходимо соблюдать следующие граничные условия:

• длина TP кабеля между двумя коммутаторами SCALANCE X 100 не должна превышать 100 м с использованием IndustrialEthernetFCкабеля и штекераIndustrialEthernetFCRJ45;

• длина оптического кабеля не должна превышать 3000 м при использовании стеклянного оптоволоконного кабеля Industrial Ethernet.

• Коммутатор ESM

Для соединения всех компонентов в сетьIndustrialEthernetиспользуем коммутаторESMITP80.

Особенности коммутатора:

• надежная промышленная связь благодаря малому времени реконфигурирования сети (не более 0.3с);

• снижение инвестиционных затрат для существующих сетей за счет простоты подключения терминалов и подсетей со скоростью передачи 10Мбит/с к сети Fast Ethernet со скоростью передачи 100Мбит/с. Увеличение производительности сети;

• простое конфигурирование сети без необходимости расчета времени задержки распространения сигнала;

• поддержка резервированных конфигураций за счет использования резервированного питания, резервированных каналов связи на основе витых пар, системы управления резервированием и встроенных функций автоматического включения резерва;

• поддержка широкой гаммы сетевых топологий на базе ESM;

• простой мониторинг и диагностирование с использованием сигнального контакта модуля, SNMP или электронной почты;

• низкие эксплуатационные затраты, работа с естественным охлаждением.

Технические характеристики коммутатора приведены в таблице 20

Таблица 21

Технические характеристики коммутатора ESM

Характеристика	Значение
Скорость передачи данных	10/100Мбит/с
Интерфейсы: подключения терминалов или сетевых сегментов подключения питания и цепей сигнального контакта	9-полюсные гнезда соединителей D-типа (ESM ITP80) или гнезда RJ45 (ESM TP80); 6-полюсный съемный терминальный блок.
Напряжение питания	2x=24В (18 … 32В)
Потребляемый ток при =24В	1000мА
Потребляемая мощность при =24В	20Вт
Параметры расширения сети: длина линии с соединителями D-типа длина линии с соединителями RJ45	0…100 м; 0…10м (0…100м: TP корд + витая пара).
Каскадное включение модулей: магистральная/звездообразная структура кольцевая структура	ограничивается только временем распространения сигнала; до 50 (время реконфигурирования сети не превышает 0.3с).
Допустимый диапазон температур: рабочий хранения и транспортировки	0 … +60°C -20 … +80°C
Относительная влажность	до 95% при +25°C
Габариты	217х136.5х69мм
Масса	1400г
Монтаж	на стандартную 35мм профильную шину DIN, на плоскую поверхность, в 19” стойки управления (попарно).
Степень защиты	IP 20