Tööstusautomaatika valdkonna juhtiva ettevõttena mängivad Siemensi siiniprotokollid automaatikasüsteemides üliolulist rolli. Siemensi siiniprotokollid hõlmavad mitmesuguseid tüüpe, millest igaüks toetab erinevaid rakendusstsenaariume ja sidenõudeid.
I. Siemensi bussiprotokollide ülevaade
Siemensi siiniprotokollid on spetsifikatsioonid ja standardid, mida kasutatakse andmeside võimaldamiseks seadmete vahel. Need protokollid ulatuvad lihtsast jadakommunikatsioonist kuni keeruka tööstusliku Etherneti sideni ning sobivad erinevate automaatikasüsteemide ja juhtimisvõrkude jaoks. Siemensi siiniprotokolli valik sõltub sellistest teguritest nagu konkreetne rakenduse stsenaarium, andmeedastuskiirus, sidekaugus, seadme ühilduvus ja hind.
II. Peamised Siemensi bussiprotokollid
1. PROFIBUS-protokoll
PROFIBUS (Process Field Bus) on väljasiini protokoll, mille on välja töötanud Siemens ja mida kasutatakse laialdaselt tööstusautomaatika sektoris. PROFIBUS-protokoll sisaldab mitmeid variante, millest olulisemad on PROFIBUS-DP (detsentraliseeritud välisseadmed) ja PROFIBUS-PA (protsesside automatiseerimine).
- PROFIBUS{0}}DP: kasutatakse peamiselt kiireks{1}}andmesideks seadme tasemel, näiteks side PLC-de ja hajutatud sisend-/väljund-, draivide ja andurite vahel. See toetab ülem-alam-kommunikatsioonirežiimi, kus üks ülemjaam (nt PLC) suhtleb mitme alamjaamaga (nt hajutatud I/O moodulid). PROFIBUS-DP pakub suurt sidekiirust ning toetab tsüklilist andmevahetust ja parameetritega reguleeritavaid seadmeid.
- PROFIBUS-PA: spetsiaalselt protsesside automatiseerimiseks loodud seda kasutatakse instrumentide ja andurite ning juhtimissüsteemide vaheliseks suhtluseks plahvatusohtlikes keskkondades (nt keemiatehastes). See kasutab olemuselt ohutut edastustehnoloogiat, et tagada andmeedastuse ohutus ja usaldusväärsus.
2. PROFINET-protokoll
PROFINET on tööstusliku Etherneti tehnoloogial põhinev järgmise-põlvkonna sideprotokoll, mille on välja töötanud Siemens. See toetab reaalajas andmevahetust-ja TCP/IP-sidet, pakkudes terviklikku võrgulahendust tööstusautomaatika sektorile. PROFINET-protokoll ei ühildu mitte ainult traditsiooniliste väljasiinitehnoloogiatega (nt PROFIBUS), vaid toetab ka täiustatud funktsioone, nagu hajutatud automatiseerimine, liikumisjuhtimine, tõrkeohutu funktsionaalsus ja võrguturve.
PROFINET-protokolli peamised funktsioonid on järgmised:
- Reaalajas-võimekus: toetab IRT-d (isokroonne{1}}reaalajas), tagades reaalajas andmeedastuse ja -töötluse.
- Paindlikkus: toetab erinevaid võrgutopoloogiaid (nt täht, lineaarne ja puu), võimaldades kasutajatel kujundada võrke vastavalt nende konkreetsetele vajadustele.
- Integratsioon: saab integreerida paljude seadmete ja süsteemidega, nagu PLC-d, andurid, täiturmehhanismid ja robotid.
- Turvalisus: pakub võrguside turvalisuse tagamiseks erinevaid turbemehhanisme, nagu autentimine, andmete krüpteerimine ja juurdepääsu kontroll.
3. MPI protokoll
MPI (Multi{0}}Point Interface) on Siemensi poolt välja töötatud patenteeritud jadasideprotokoll, mida kasutatakse peamiselt Siemensi PLC-de vaheliseks andmesideks ja programmeerimiseks/silumiseks. MPI-protokollil on mõõdukas sidekiirus ja lihtne ühenduvus, mistõttu sobib see väikesemahuliste-automaatikasüsteemide ja laborikeskkondade jaoks. Siiski on MPI-protokolli patenteeritud olemuse ja sidekiiruse piirangute tõttu suhteliselt piiratud rakendus suurtes-tööstuse automatiseerimissüsteemides.
4. AS-liidese protokoll
A See lihtsustab ühendamist andurite ja täiturmehhanismide ning juhtimissüsteemi vahel, vähendades juhtmestiku ja paigalduskulusid. AS-liideseprotokoll toetab erinevat tüüpi andureid ja täiturmehhanisme, nagu binaarandureid, analoogandureid ja täiturmehhanisme, ning pakub lihtsaid sidemehhanisme ja veatuvastusfunktsioone.
5. PPI protokoll
PPI (Point{0}}to-Point Interface) on sideprotokoll, mille Siemens on välja töötanud spetsiaalselt S7-200-seeria PLC-de jaoks. See on üles ehitatud RS-485 võrgu riistvaralisele alusele ning toetab andmesidet ja programmeerimise silumist PLC-de vahel. PPI-protokoll kasutab ülem-alluv suhtlusmudelit, rakendades andmevahetust lihtsate võrgu lugemise (NetR) ja võrgu kirjutamise (NetW) juhiste kaudu. Kuigi PPI-protokolli on S7-200 seeria PLC-des laialdaselt kasutatud, on see kommunikatsioonikiiruse ja funktsionaalsuse piirangute tõttu arenenud automatiseerimissüsteemides järk-järgult asendatud teiste protokollidega.
III. Muud seotud protokollid
Lisaks ülalmainitud peamistele protokollidele pakub Siemens ka muid siinikommunikatsiooniga seotud protokolle ja liidesestandardeid, nagu Modbus ja OPC UA. Neid protokolle kasutatakse laialdaselt ja neil on tööstusautomaatika valdkonnas oluline roll.
- Modbus: avatud sideprotokoll, mida kasutatakse laialdaselt tööstusautomaatika valdkonnas. See toetab erinevaid sidemeediume ja edastusmeetodeid (nagu jadaside ja Ethernet) ning pakub rikkalikku andmemudelit ja sidefunktsioone. Modbusi protokolli eelistavad selle avatuse ja ühilduvuse tõttu paljud seadmete tootjad ja süsteemiintegraatorid.
- OPC UA: ühtne arhitektuuriprotokoll, mis põhineb OPC (OLE for Process Control) tehnoloogial. See toetab platvormide--ja tarnijatevahelist andmevahetust ja koostalitlusvõimet, pakkudes avatud, turvalist ja usaldusväärset andmesideplatvormi tööstuslike automatiseerimissüsteemide jaoks. OPC UA-protokollil on laialdased kasutusvõimalused suuremahulistes-tööstuse automatiseerimissüsteemides ja nutika tootmise valdkonnas.