Вопрос к тем, кто организовывает передачу данных от датчиков к контроллеру по цифровым протоколам.
Каким образом (и какие протоколы поддерживают) организацию сети типа "кольцо"? Как это организуется? Может какую-нибудь книжку посоветуете?

Смотрю я на ~1500 кабелей, приходящий в операторную в кроссовые щиты, и что-то мне эта картина не нравится. По-идее, передавая сигналы от датчиков по цифре, можно было бы сократить число кабелей наполовину (ПАЗ и от кнопок/конечников всё равно дискретные, и делать по-другому нельзя).

Шину в условиях производства использовать категорически нельзя, а стандартные решения (из каталогов) как раз для шины.

LON топология кольцо (поддерживает и шину и смешанную топологии), приемо-передатчик RS-485

Почему нельзя?
Выписки из Википедии:
DeviceNet - протокол для промышленной сети CAN. Используется для связи датчиков, исполнительных механизмов и программируемых логических контроллеров между собой. Открытый стандарт. Широко применяется на транспорте, в машиностроении и промышленности. Достаточно широко распространена в России.

AS-Interface (англ. Actuator Sensor Interface) (читается как Ази) — интерфейс датчиков и исполнительных устройств.
Промышленная сеть, предназначенная для передачи преимущественно дискретных сигналов. Используется обычно в машиностроении. Является «открытой» технологией.

CAN (англ. Controller Area Network — сеть контроллеров) — стандарт промышленной сети, ориентированный прежде всего на объединение в единую сеть различных исполнительных устройств и датчиков. Режим передачи — последовательный, широковещательный, пакетный.

PROFIBUS PA (Process Automation) — промышленная сеть, служит для соединения систем автоматизации и систем управления процессами с полевыми устройствами (например датчиками давления, температуры и уровня). Может использоваться для аналоговой (от 4 до 20 мА) технологии.

а что мешает и дискретку оцифровать то...

Chabol
Угу, спасибо, буду изучать.
А никаких книжек, где написано как на практике такую цифровую сеть организовывать не посоветуете?



Сергей Валерьевич
Датчики ПАЗ мешают оцифровать нормы (какие-то буржуйские нормы на паз и асутп; инвестор хочет чтобы по ним было сделано). Сейчас по памяти название документа не запишу.

Контакты кнопок остановки по-месту встраиваются в цепь пускателя (предназначены для аварийной остановки оборудования по-месту).

Контакты кнопок открыть/закрыть, старт/стоп по-месту используются при пусконаладке, поэтому заводить их на контроллер тоже не стоит. Пусконаладка начинается как можно быстрее; для работы кнопок достаточно собрать схему на кроссовом щите (кабели от кнопок, ИМ если это задвижка, и электрощитовых), а шкафы с модулями контроллера на этот момент могут быть не подключены, или даже вовсе отсутстовать на стройке.



Михаил PLC
Ну вот допустим тяну я по шину от каждого комплекса. От склада реагентов например. По какой-то причине кабель обрывается (крыса перегрызла, рабочие срезали, силовой кабель над моим оборвался и упал на мой, итп.). В результате у меня отваливается управление ВСЕГО объекта. Боюсь даже предположить, что в этом случае произойдёт.
Возможно на менее опасных производствах полная остановка блока это не так страшно, но не знаю...

В более крупных заводах чем мы строим, стоит по отдельному контроллеру на цех (технологический блок), там да, контроллеры связаны по цифре, но от датчиков и ИМ к контроллеру шину всё равно не тянут.

Я так понял, что у вас один контроллер для управления ВСЕГО объекта? А если что с ним случится?

В контроллере всё дублируется. Как оно там внутри (после кроссовых щитов) разведено я не знаю, так как контроллер не мы делаем.
Электрощитовых - много; разбросаны по территории объекта.

А так да, территориально все шкафы в одном здании. Единственное исключение - насосная пожаротушения. Там мы ставили отдельный щит (в котором ставили два контроллера, рабочий/резервный).
Против распределённой асутп заказчик и начальство.

Да уж, интерестное решение!

Присмотритесь к этому: Ссылка
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Михаил PLC
В принципе о случаях отказа контроллера я даже не слышал ни разу (в отличии от падения эстакады например), так что решение достаточно надёжно.
Лишние затраты на строительство эстакады для такого пучка кабелей в глазах начальства и инвестора выглядят более весомым аргументом (я пытаюсь новые решения пропихнуть, начальство напротив придерживается традиционных, проверенных деситялетиями - в частности, централизованной асутп). Есть и другие аргументы - необходимость строить обогреваемые помещения для контроллеров по объекту (наши объекты - газоперерабатывающие заводы; практически всё оборудование - в поле).
Для электрощитовых будки поставили потому что в операторной место кончилось (ещё одна тупость российских реалий - заказчик требует чтобы операторную закупили в самом начале проектирования объекта, когда предполагать кол-во необходимой площади можно только примерно).

А за ссылки спасибо, почитаю

Посмотрите Interbus. Там видиамя топология - дерево, но физическая - кольцо. При обрыве кабеля, все что до обрыва - остается работать. Хотя это от реализации зависит.
Еще есть интересное решение CC-Link IE Field, но только вот оборудование только Мицубиши.

CC-Link IE Field это новая сеть на кабеле.с таким же успехом можно применить CC-Link IE на оптике и MelsecNet от Мицубиши

Да, погорячился. Это CC-Link IE Control - кольцо, но он не для датчиков.

А вобще, есть же ограничение на поддерживаемое оборудование. Какой контроллер у вас используется? Или Вы шлюзить будете?

san

Контроллер будет стоять тот, который мы (генпроектировщик) захотим и заказчик согласует. Но вообще у нас позиция поддерживать отечественного производителя. Я предполагаю, что если мы будем организовывать передачу по цифре, то, если не получится завести в контроллер напрямую, будем ставить преобразователь (у Phoenix Contact полно преобразователей на вроде почти любой протокол).


Т.е. я правильно понимаю - если произойдёт обрыв кабеля, то с точки зрения контроллера, ничего не произойдёт - в смысле информация от датчиков будет доходить и никаких задержек не будет?
Информация о том что кабель оборвался тоже передаётся?


Я предполагал объединять кольцом не датчики, а преобразователи цифра - аналоговые/дискретные вводы/выводы

отечественный производитель канеш хорошо но нет у него таких технологий.стоит ли городить огород если давно все работает у буржуев.по поводу обрывов вы правы-ничче не случится.

starshoy2001

Нам и нашим детям здесь жить, поэтому лучше в нашу экономику инвестировать, а не в буржуев. То что обычно наше хуже - это само собой (зато дешевле), но почти всегда можно подобрать оттечественное (или СП) нормального качества. Ну и потом, с нашими поставшиками гораздо удобнее работать, потому что всегда можно позвонить на завод и поговорить по поводу интересующих вопросов напрямую с конструкторами.

Например элемеровские датчики давления западным аналогам не уступают, и стоят в 3 раза дешевле. Я конечно понимаю, что сенсоры там эмерсоновские а электроника кажется йокугава, но всё равно - литьё, разработка, программирование и сборка у нас (т.е. в сумме больше половины датчика действительно сделано в рф).

По крайней мере это заявлено протоколом, а дальше нужно у поизводителя консультироваться. Удаленные устройства соединяются последвательно в дуплексном режиме (один из вариантов). Каждый кабель имеет перемычку в дальнем конце, что говорит о его целосности. Если перемычка по каким-то причинам размыкается (или всегда разомкнута) узел обнаруживающий отстствие перемычки замыкает кольцо на себе. Тоже самое случатеся по причнам отсутствия связи (не дошли коректно данные)
Предупреждаю, что практически имел дело только с реализацией на Моментум (Шнейдер Электрик), но режим разрыва не проверял. Поинтересуйтесь у производителей о деталях реализации, тот же Феникс-контакт, Ваго и т.д.

Я это и имел ввиду.

так дело не в перифирии.с ней как раз все просто.дело в том что нет контроллерного железа с сетевой инфраструктурой.по поводу жизни - никто не спорит.впрочем я не хочу очевидные вещи объяснять.итальяшки испанцы юзают чужую технику и не парятся.у нас порочная практика - используй отечественное даже если оно говно.это потому что труд инженера у нас ничего не стоит.вот когда нашим спецам будут платить по 1.5 косаря евро за каждый день работы в командировке тогда и пахать у нас все будет на ура.дешево не значит хорошо .это прописная истина которую у нас даже не вспоминают.

Поясните пожалуйста, что за систему вы пытаетесь сделать?
Как я понимаю, вы хотите завести все кабеля, около 1500 штук, в одно место а затем "оцифровать" но не в контроллере а через модули ввода/вывода и затем по сети завести их в контроллер по шине? Я правильно вас понял?

Часто сталкиваюсь с проблемой в АСУ ТП , когда нужно собрать с одного куста десятки аналоговых и дискретных сигналов с различных датчиков и потом завести их в общий узел , состоящий из резервируемых контроллеров.
Саоме простое , это ставлю блоки дискрено/аналогового ввода, а от них уже по RS-485 или токовой петле по Модбасу гоню сигнал к контроллеру. Если нужно резервирование на уровне блоков ввода, то просто ставлю два таких блока и сигнал параллелю на эти блоки, а кабели связи от них прокладываем по разным путям, чтобы исключить обрыв обоих кабелей при одной аварии.
Решение получается довольно дешевым, т.к. резервирование производится на программном уровне , а датчики используются самые обычные , а не с интегрированными преобразователями в цыфру.
Единственное неудобство, что порой как и у автора темы блоки необходимо ставить посреди поля. И тогда стоит вопрос в отоплении и еще больше вопрос в электроснабжении. Приходится размещать оборудование в утепленных и подогреваемых шкафах типа ШКУ с резервируемыми источниками питания.
Для нескольких сибирских хим.предприятий реализовывали все это на российском оборудовании УМИКОН (МФТИ г.Москва).
Еще делали систему управления десятком вентиляторов на 10кВ и мощностью 400-800 кВт каждый с плавным пуском. Тоже контролировалось множество разнообразных параметров на каждом вентиляторе и подавались десятки сигналов на управление этими вентиляторами, шиберами,направляющими аппаратами и т.п. Чтобы не тянуть десятки проводов к каждому шкафу управления вентиятором и потом не решать проблемы по электромагнитной совместимости было создано кольцо на оптике. А в шкафах стояли блоки ввода вывода с оптическими интерфейсами. Проект был разработан и выполнен российским предприятием ВНИИР г.Чебоксары,т.е. опять таки на российском оборудовании.

но опять каки нужно смотреть на топологию оборудования. Порой оно разбросано равномерно на большой территории, т.е. выделить конкретный куст и сделать распределенную систему не получается, тогда экономически более целесообразно все-таки тянуть от каждого прибора кабель к одному общему шкафу. Особенно это актуально на "грязных" производствах, когда постоянное пребывание персонала в некоторых зонах опасно для их жизни. Тогда от датчиков проводами сигнал выносится в "чистую" зону.

В каждом конкретном случае нужно смотреть технико-экономические показатели каждого решения, причем учитывать не только затраты на оборудование, монтаж и наладку, но и последующее обслуживание этого оборудования.

мне лично не доводилось раотать с interbus-ом, но вот в описаниях к нему в недостатках указано: сбой любого соединения приводит к отказу всей сети (http://www.elth.ru/index.php?module=80)
Получается, что при обрыве летит к чертям вся сеть.
Или я не прав.

Я бы не доверял таким обзорным статьям, тем более не подписаным. Я более доверяю статьям сепциализированым по конкретной промышленной сети. Хотя там могут быть эллементы рекламы. Лучше всего - стандарты.
Сейчас покопаюсь у себя на предмет более-менее нормальной статейки по интербас.

Вот цитаты.
--------------------------------------
The ring system is configured via the bus couplers and the bus devices. If an outgoing
interface on a bus coupler or device is not connected, i.e., a bus cable has not been connected
to it, this bus element will automatically short circuit the interface internally

А вот источник.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
----------------------------------------------------
А вот еще один.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
В этом абзаце даже сравнительно с шинной тополией.

The point-to-point structure of the INTERBUS system and its division into main and subring systems is ideal for the implementation of completely different physical transmission technologies and, in particular, the future-oriented fiber optic technology. The bus system is equipped in such a way that any part of the system can be converted from copper technology
to fiber optic technology, to infrared data transmission systems or any other media using standard converters available on the market. Similarly, fiber optic-capable devices can be implemented to set up whole networks based on this interference-immune and installation-friendly technology. There is no need for the expensive repeater converters as required by multidrop
structures. The ring structure gives the system two decisive advantages. First, and in contrast to a line structure, the ring permits data to be sent and received simultaneously (full duplex). Second the system’s self-diagnostic feature can be considerably improved using a ring system. In the case of bus-type systems (trunk line) with multidrop device connection, all devices are quasi passively coupled to the bus. However, the passiveness of the devices is limited to error-free
operation only, or to a disconnection of the device. If a fault in the bus interface of a node causes a short-circuit in the bus line, or if the line is short-circuited at any other point outside the device, no further communication is possible at all in such a system. If this type of fault occurs in bus-type systems, it is not possible to detect the location of the fault using the automatic diagnostic functions of the network. A ring system with active device coupling on the other hand provides a segmentation of the entire complex into electrically independent subsystems by its very nature. Thus, in the case of the active failure of a device, a short-circuit or the disconnection of a bus line, communication is only interrupted from the location of the
fault onward. The network management functions of the bus enable localization of the fault, so that the service technician knows immediately where repairs are needed. The same applies to sporadic transmission faults e.g., caused by electromagnetic interference sources or faulty cabling. In the line system, this also accidentally destroys any number of messages. In the case of such an undifferentiated interruption in transmission, it is not possible to localize the fault. This results in repeated, and often lengthy interruptions in the operation. The active device coupling of the INTERBUS system, which monitors every single transmission path, enables unambiguous fault location even in this case. It is precisely this fault
location feature which is crucial when it comes to minimizing system downtimes. However, before a system standstill occurs, INTERBUS allows preventive error locating by means of a statistical evaluation of the system’s transmission quality. This error frequency evaluation allows, for example, the early detection of component failures due to normal wear, and prevention of a production standstill. With these possibilities for the complete analysis of error type and error location, the INTERBUS system assumes an outstanding position among fieldbuses. As a result of a uniform start up and diag-nostic concept for all INTERBUS
devices - consisting of diagnostic functions on the INTERBUS devices, front panel diagnostics on the controller boards and an oper-ator interface based on that of the PC - system diagnostics becomes practicable for the user.

Михаил PLC

Не тот проект мы уже давно сдали, а сейчас его уже построили и почти пустили.
Речь о наработках на будущее, тем более что все проекты очень похожи.

На предприятиях, имеются технологические блоки: основная технология (компрессора, очистка, охлаждение компрессорв итд. итп.), склад товарной/нетоварной нефти/конденсата (собственно сами бочки, насосные, слива/эстакада налива итд), склад реагентов, факела, пластовая вода, просто вода и пожаротушение итд итп. Технологические блоки географически сгрупппированы, поэтому мне кажется, что можно было бы поставить шкаф с например модулями удалённого ввода/вывода где-нибудь на территории блока (например в насосной предусмотреть аппаратный отсек или будку в поле поставить). И уже оттуда тащить обычный или оптоволоконный кабель по которому будут передаваться данные по цифре (точнее 2 кабеля, так как приемлемо только кольцо).
Недостаток такого решения - сборка шкафа не в операторной, а во взрывоопасной зоне, что нехорошо. + к модулю ввода/вывода полагается вся начинка щита, поэтому шкаф получится немаленьким.

Я не написал, но одним из обоснований централизованной схемы, является необходимость установки барьеров искрозащиты (для искробезопасных датчиков). В принципе, оборудование можно брать не искробезопасным а с взрывонепроницаемой оболочкой (по цене получается примерно одинаково, так как пропадает необходимость ставить барьеры искрозащиты).


Rus75

А каким образом реализуется отключение датчика от питания (для ремонта, поднастройки, поверки итп)? Датчик запитан по токовой петле 4-20 (т.е. и питание, и сигнал идут по одной паре проводов).

Можно свои 5 копеек внесу?

Я маленько занимался резервированными сетями связи и вот что я могу вам порекомендовать - посмотрите оборудование hirschmann - у них есть ethernet коммутаторы промышленные с поддержкой кольца, а так же есть преобразователи RS485 в оптику с поддержкой кольца.
Туда же можно запихнуть кореникс и иже с ними.
ВСе данные считываются на "местах" модулями ввода-вывода - при необзодимости делается дубляж, в т.ч. по питанию.
Далее все это хозяйство перегоняется через modbus TCP или что-либо подобное. Время восстановление сети - почитайте в документации у производителей - подберете нужное.

Вопрос в том, что у вас за контроллеры и как туда "войти".

Когда я писал про токовую петлю, то имел ввиду не связь между датчиком и модулем ввода/вывода, а связь между модулями и удаленными контроллерами. Просто этот интерфейс позволяет довольно дешево гонять информацию на расстояние до 15км, не использую дорогую оптику и преобразователи. Достаточно иметь блоки и контроллеры, у которых на борту стоят интерфейсы типа токовая петля и медный кабель связи 1,5-2 кв.мм. Сама токовая петля в силу своего принципа действия очень неплохо защищена от помех.Только вот скорость передачи невелика -2400 Бот, но при небольшом количестве сигналов получается вполне приемлемая скорость опроса.
Помико Киршмана аналогичными функциями обладает и Мокса, но оборудование подешевле.
Существует много вариантов реализации резервирования.
Интересное и недорогое решение использует Болид в системе Орион. Если время опроса не очень критично , то их система получается недорогой и вполне функциональной.
Кольцо они разбивают на отдельные участки при помощи повторителей интерфейса с функцией оптической развязки, т.е. участок кабеля в случае КЗ изолируется от кольца ближайшими к КЗ повторителями.
Концы кольца подключены к переключающим контактам реле. Когда шлейф кольца цел, то опрос идет с одного из его концов. В случае, когда часть шлейфа отваливается контроллер поочередно опрашивает оставшиеся половинки шлейфа о, переключаясь реле то на один, то на другой шлейф при помощи перекидных контактов реле. Скорость опроса в аварийном режиме уменьшается на время коммутатции реле. конечно здесь слабым местом является реле,т.к. имеет ограниченный ресурс, но его можно заменить на поупроводниковое , или использовать контроллеры с двумя интерфейсами связи и програмно реализовывать опрос в аварийном режиме.

Извините, но ИМХО в системе резервирования линий связи я бы не стал ничего перепаивать, а так же доверять отечественному производителю. На то они и резервированные системы, чтобы гарантированно с определенной скоростью переключиться в случае чего-нибудь.