Kao vodeća kompanija u oblasti industrijske automatizacije, Siemens-ovi bus protokoli igraju ključnu ulogu u sistemima automatizacije. Siemens bus protokoli obuhvataju različite tipove, od kojih svaki podržava različite scenarije aplikacija i komunikacijske zahtjeve.
I. Pregled Siemens Bus protokola
Siemens bus protokoli su specifikacije i standardi koji se koriste za omogućavanje komunikacije podataka između uređaja. Ovi protokoli se kreću od jednostavne serijske komunikacije do složene industrijske Ethernet komunikacije i pogodni su za različite sisteme automatizacije i kontrolne mreže. Odabir protokola Siemens magistrale ovisi o faktorima kao što su specifični scenarij aplikacije, brzina prijenosa podataka, udaljenost komunikacije, kompatibilnost uređaja i cijena.
II. Glavni Siemens Bus Protocols
1. PROFIBUS protokol
PROFIBUS (Process Field Bus) je protokol fieldbus koji je razvio Siemens i koji se široko koristi u sektoru industrijske automatizacije. PROFIBUS protokol uključuje nekoliko varijanti, od kojih su najznačajnije PROFIBUS-DP (Decentralized Peripherals) i PROFIBUS-PA (Process Automation).
- PROFIBUS-DP: Prvenstveno se koristi za-brzu komunikaciju podataka na nivou uređaja, kao što je komunikacija između PLC-a i distribuiranih I/O, pogona i senzora. Podržava glavni-slave način komunikacije, gdje jedna glavna stanica (npr. PLC) komunicira sa više slave stanica (npr. distribuirani I/O moduli). PROFIBUS-DP nudi velike brzine komunikacije i podržava cikličku razmjenu podataka i uređaje koji se mogu parametrirati.
- PROFIBUS-PA: Dizajniran posebno za automatizaciju procesa, koristi se za komunikaciju između instrumenata i senzora i kontrolnih sistema u potencijalno eksplozivnim okruženjima (kao što su hemijska postrojenja). Koristi suštinski sigurnu tehnologiju prijenosa kako bi osigurala sigurnost i pouzdanost prijenosa podataka.
2. PROFINET protokol
PROFINET je komunikacijski protokol sljedeće-generacije koji je razvio Siemens zasnovan na industrijskoj Ethernet tehnologiji. Podržava-razmjenu podataka u realnom vremenu i TCP/IP komunikaciju, pružajući sveobuhvatno mrežno rješenje za sektor industrijske automatizacije. PROFINET protokol nije samo kompatibilan sa tradicionalnim tehnologijama sabirnice polja (kao što je PROFIBUS), već podržava i napredne funkcije kao što su distribuirana automatizacija, kontrola pokreta, funkcionalnost{4}}sigurna od kvarova i sigurnost mreže.
Glavne karakteristike PROFINET protokola uključuju:
- Mogućnosti u stvarnom-vremenu: Podržava IRT (Isochronous Real-) komunikaciju, osiguravajući-prijenos i obradu podataka u stvarnom vremenu.
- Fleksibilnost: Podržava različite mrežne topologije (kao što su zvijezda, linearna i stabla), omogućavajući korisnicima da dizajniraju mreže prema svojim specifičnim potrebama.
- Integracija: Mogućnost integracije sa širokim spektrom uređaja i sistema, kao što su PLC-ovi, senzori, aktuatori i roboti.
- Sigurnost: Pruža različite sigurnosne mehanizme, kao što su autentifikacija, šifriranje podataka i kontrola pristupa, kako bi se osigurala sigurnost mrežnih komunikacija.
3. MPI protokol
MPI (Multi-Interfejs sa više tačaka) je vlasnički serijski komunikacioni protokol koji je razvio Siemens, a prvenstveno se koristi za komunikaciju podataka i programiranje/debagovanje između Siemens PLC-ova. MPI protokol karakteriše umjerene brzine komunikacije i jednostavno povezivanje, što ga čini pogodnim za male-sisteme automatizacije i laboratorijska okruženja. Međutim, zbog svoje vlasničke prirode i ograničenja u brzini komunikacije, MPI protokol ima relativno ograničenu primjenu u velikim-sistemima industrijske automatizacije.
4. AS-Protokol interfejsa
AS-Interfejs (Interfejs senzora aktuatora) je protokol baziran na tehnologiji serijske magistrale, koji se prvenstveno koristi za niske{1}}brzine prijenosa podataka i niske{2}}scenije kontrole troškova. Pojednostavljuje vezu između senzora i aktuatora i kontrolnog sistema, smanjujući troškove ožičenja i instalacije. AS-Interface protokol podržava različite tipove senzora i aktuatora, kao što su binarni senzori, analogni senzori i aktuatori, te pruža jednostavne komunikacijske mehanizme i funkcije otkrivanja grešaka.
5. PPI protokol
PPI (Point-to-Point Interface) je komunikacijski protokol koji je Siemens razvio posebno za PLC-ove serije S7-200. Izgrađen je na hardverskim osnovama RS-485 mreže i podržava komunikaciju podataka i otklanjanje grešaka u programiranju između PLC-ova. PPI protokol koristi komunikacijski model master-slave, implementirajući razmjenu podataka kroz jednostavne upute za čitanje mreže (NetR) i mrežno pisanje (NetW). Iako se PPI protokol naširoko koristi u S7-200 seriji PLC-ova, postepeno je zamijenjen drugim protokolima u naprednijim sistemima automatizacije zbog ograničenja u brzini i funkcionalnosti komunikacije.
III. Drugi srodni protokoli
Pored glavnih protokola pomenutih gore, Siemens takođe nudi druge protokole i standarde interfejsa koji se odnose na komunikaciju sa magistralom, kao što su Modbus i OPC UA. Ovi protokoli se široko koriste i igraju značajnu ulogu u oblasti industrijske automatizacije.
- Modbus: Otvoreni komunikacioni protokol koji se široko koristi u oblasti industrijske automatizacije. Podržava različite komunikacijske medije i metode prijenosa (kao što su serijska komunikacija i Ethernet) i pruža bogat model podataka i komunikacijske funkcije. Modbus protokol favoriziraju mnogi proizvođači opreme i sistemski integratori zbog njegove otvorenosti i kompatibilnosti.
- OPC UA: Protokol objedinjene arhitekture zasnovan na OPC (OLE for Process Control) tehnologiji. Podržava razmjenu podataka i interoperabilnost među-platformama i među-prodavcima, pružajući otvorenu, sigurnu i pouzdanu platformu za komunikaciju podataka za sisteme industrijske automatizacije. OPC UA protokol ima široku perspektivu primjene u velikim-sistemima industrijske automatizacije i na polju pametne proizvodnje.