چرا اترنت صنعتی جایگزین سیستمهای قدیمی فیلدباس میشود
شبکههای فیلدباس قدیمی محدودیتهایی در سرعت داده و تعداد دستگاهها دارند. PLCهای ABB اکنون از استانداردهای مدرن اترنت صنعتی پشتیبانی میکنند. این تغییر امکان تبادل داده سریعتر و سیمکشی سادهتر در خطوط تولید را فراهم میکند.
پروتکلهای اترنت گلوگاههای ارتباطی را حذف میکنند. کنترلرهای ABB بهطور همزمان با چندین دستگاه ارتباط برقرار میکنند. در نتیجه، زمان کارکرد تولید افزایش یافته و هزینههای نگهداری کاهش مییابد.
پروتکلهای اصلی اترنت موجود در کنترلرهای ABB
PROFINET برای عملیات حساس به زمان
PROFINET زمانهای چرخه زیر یک میلیثانیه را ارائه میدهد. PLCهای ABB از این پروتکل برای سلولهای رباتیک و خطوط بستهبندی با سرعت بالا استفاده میکنند. این پروتکل همچنین دادههای استاندارد IT را بدون نیاز به کابلکشی اضافی منتقل میکند.
EtherNet/IP برای کارخانههای چند تأمینکننده
بسیاری از کارخانهها تجهیزات مختلفی از تأمینکنندگان گوناگون دارند. EtherNet/IP این چالش یکپارچهسازی را حل میکند. PLCهای ABB بهطور مستقیم با دستگاههای Rockwell، Schneider و Omron با استفاده از این استاندارد باز ارتباط برقرار میکنند.
Modbus TCP برای اتصال ساده
Modbus TCP با تقریباً همه دستگاههای صنعتی کار میکند. PLCهای ABB از طریق این پروتکل حسگرها را میخوانند و درایوها را کنترل میکنند. راهاندازی تنها به پیکربندی پایه IP و چند دقیقه زمان مهندسی نیاز دارد.
مراحل پیکربندی شبکه برای PLCهای ABB
آمادهسازی سختافزار. PLC را روی ریل DIN نصب کنید. از کابلهای اترنت شیلددار استفاده کنید. PLC را به یک سوئیچ صنعتی مدیریتشده متصل کنید. از تجهیزات شبکه اداری استفاده نکنید.
آدرسدهی IP. یک IP ثابت خارج از محدوده DHCP اختصاص دهید. ماسک زیرشبکه و آدرس دروازه را یادداشت کنید. این اطلاعات را در یک گزارش مستندسازی شبکه ذخیره کنید.
راهاندازی نرمافزار. ABB Automation Builder را باز کنید. یک پروژه جدید بسازید. مدل PLC را از کتابخانه دستگاه انتخاب کنید. به تنظیمات ارتباطی بروید.
انتخاب پروتکل. PROFINET، EtherNet/IP یا Modbus TCP را انتخاب کنید. برای PROFINET، چرخه بهروزرسانی را بین یک تا چهار میلیثانیه تنظیم کنید. برای Modbus TCP، مقادیر تایماوت پیشفرض را حفظ کنید.
نقشهبرداری دستگاهها. فایلهای GSD یا EDS دستگاههای ثالث را وارد کنید. هر نقطه ورودی/خروجی را به آدرس حافظه PLC نگاشت کنید. قبل از دانلود، همه نگاشتها را بررسی کنید.
آزمایش. پیکربندی را به PLC دانلود کنید. ابزار تشخیصی را به مدت ۱۵ دقیقه اجرا کنید. به دنبال بستههای از دست رفته یا خطاهای تایماوت بگردید. مشکلات را قبل از شروع کامل تولید رفع کنید.
بهترین روشهای عملیاتی
از VLANها برای جدا کردن ترافیک کنترل از دادههای اداری استفاده کنید. بار شبکه را برای عملکرد در زمان واقعی زیر ۴۰ درصد نگه دارید. هر کابلی که آسیب دیده یا خمیدگی نامناسب دارد را تعویض کنید. فریمور PLC را دو بار در سال بهروزرسانی کنید. هر تغییر شبکه را در یک گزارش مرکزی مستند کنید. کارکنان نگهداری را در عیبیابی پایه اترنت آموزش دهید.
موارد کاربردی با دادههای عملکردی
تولید قطعات خودرو – جمهوری چک
یک کارخانه قطعات خودرو ۳۰ PLC مدل AC500 از ABB نصب کرد. سیستم از PROFINET برای ۲۱۰ ربات جوشکاری استفاده میکرد. نوسان ارتباطی زیر ۰.۳ میلیثانیه باقی ماند. تولید ۱۵ درصد افزایش یافت. قطعات ضایعاتی طی هشت ماه ۲۲ درصد کاهش یافت.
کارخانه بطریسازی نوشیدنی – برزیل
یک کارخانه نوشابهسازی فیلدباس قدیمی را با Modbus TCP جایگزین کرد. سیستم جدید ۱۸ خط پرکن و ۴۲ نقاله را متصل کرد. از دست دادن دادهها از ۲ درصد به ۰.۱ درصد کاهش یافت. هزینههای نگهداری سالانه ۳۱,۰۰۰ دلار کاهش یافت. شبکه به مدت ۱۴ ماه بدون خرابی عمده کار کرد.
فرآیند دستهای شیمیایی – ایالات متحده
یک کارخانه شیمیایی PLCهای ABB با EtherNet/IP را به کار گرفت. این راهکار ۵۵ مخزن و ۳۰ پمپ را به DCS مرکزی متصل کرد. زمان پاسخ به آلارم ۴۰ درصد بهبود یافت. مصرف انرژی موتورهای میکسر ۸ درصد کاهش یافت. دوره بازگشت سرمایه ۹ ماه بود.
اتوماسیون انبار – هلند
یک مرکز لجستیک از PLCهای ABB برای کنترل نقالهها استفاده کرد. سیستم ترکیبی از پروتکلهای PROFINET و Modbus TCP بود. زمان کارکرد سیستم به ۹۹.۶ درصد رسید. ظرفیت پردازش ۱۱,۰۰۰ بسته در هر شیفت افزایش یافت. خطاهای اپراتور ۳۰ درصد کاهش یافت.
راهنمای انتخاب پروتکل
برای کنترل حرکت و کاربردهای رباتیک PROFINET را انتخاب کنید. برای کارخانههایی با تجهیزات چند تأمینکننده EtherNet/IP را برگزینید. برای ثبت داده ساده و یکپارچهسازی دستگاههای قدیمی از Modbus TCP استفاده کنید. با یک پروتکل شروع کنید و در صورت نیاز پروتکلهای دیگر را اضافه کنید.
مستندسازی صحیح شبکه از ساعتها عیبیابی طولانی جلوگیری میکند. همه کابلها را بهوضوح برچسبگذاری کنید. پس از هر تغییر، نقشههای شبکه را بهروزرسانی کنید. آموزش پایه عیبیابی IP برای برقکاران از تأخیرهای پرهزینه جلوگیری میکند.
سؤالات متداول
کدام سری PLCهای ABB از این پروتکلهای اترنت پشتیبانی میکنند؟
سری AC500 ABB پشتیبانی کامل از PROFINET، EtherNet/IP و Modbus TCP را ارائه میدهد. سری AC700 از زیرمجموعهای از این پروتکلها پشتیبانی میکند. قبل از سفارش، مشخصات فنی مدل خاص را بررسی کنید.
آیا PLCهای ABB میتوانند به دستگاههای قدیمی RS485 متصل شوند؟
بله. از مبدل درگاه سریال به اترنت استفاده کنید. ABB ماژولهایی ارائه میدهد که Modbus RTU را به Modbus TCP ترجمه میکنند. دستگاههای قدیمی سپس بهعنوان گرههای معمولی اترنت در شبکه ظاهر میشوند.
حداکثر طول کابل برای ارتباط اترنت PLCهای ABB چقدر است؟
کابل اترنت مسی استاندارد تا ۱۰۰ متر بین دستگاهها پشتیبانی میکند. برای فواصل طولانیتر از مبدلهای رسانه فیبر نوری استفاده کنید. فیبر نوری تا ۲ کیلومتر را پشتیبانی میکند. برای کاربردهای حیاتی از حلقههای فیبر نوری افزونه استفاده کنید.
