Saia S-Net Flexibilní koncept komunikačních sítí pro moderní a ekonomické řešení automatizace

Systémová informace

Saia®S-Net Flexibilní koncept komunikačních sítí

pro moderní a ekonomické řešení automatizace

  





Controls Division

Vychází z otevřených standardů Ethernet TCP/IP a Profibus: Umožňuje využít infrastrukturu stávajících sítí Není třeba duplikovat kabeláž Umožňuje současnou komunikaci různými protokoly, mezi zařízeními různých výrobců Snižuje náklady na projekt, programování, oživování a údržbu díky komunikaci se stanicemi Saia® PCD po privátní řídící síti S-Net, využívající vedení Ethernet a Profibus Účinné využití Webových technologií pro oživování, ovládání a diagnostiku, prostřednictvím sériových komunikací, Ethernet TCP/IP a Profibus.



Výkonné síťové připojení je integrováno už v základní jednotce komunikace po Profibusu (1,5 Mbit/s) je integrrována v operačním systému nových stanic a PCD3.RIO (je součástí základní jednotky, bez dalších nákladů).



Ether-S-Net, Profi-S-Net Privátní řídící síť (PCN) po Ethernetu a Profibusu s optimalizovanými protokoly a službami pro efektivní komunikaci mezi vzdálenými vstupy/výstupy (RIO), automaty, terminály a programovacími zařízeními.





Multiprotokolová komunikace Stanice PCD2.M48x a PCD3.Mxxx podporují Profibus-DP/MPI a S-Net na tomtéž rozhraní. Kontinuita a bezpečnost investic Všechny stanice SAIA®PCD mohou být začleněny do sítí podle nového konceptu s využitím jejich stávajících možností připojení na Ethernet TCP/IP a Profibus, případně využitím funkce Gateway.

Saia®S-Net | Vyladěná kombinace technologií

Ethernet TCP/IP, Profibus a Web Saia®S-Net Saia®S-Net je koncept síťové komunikace firmy SaiaBurgess Controls, založený na otevřených otevřených standardech Profibus a Ethernet. Standardy a funkce z oblasti IT (Internet a Webové technologie) se stále více uplaťňují i v ASŘ TP. Ethernet

Ethernet má v modelu ISO/OSI také vrstvy 1 a 2. Při využití vrstvy 2 mohou být na stejné fyzické síti paralelně provozovány nejrůznější protokoly a aplikace. Profibus a webové technologie

Podobně vrstva 2 u Profibusu (Field Data Link - FDL) umožňuje paralelní běh různých protokolů (např. DP, FMS, MPI apod.). Saia-Burgess využívá této možnosti ve svém konceptu Profi-S-Net k vytvoření „privátní řídící sítě“ (Private Control Network - PCN) pro automaty Saia®PCD na fyzické vrstvě Profibus. Profi-S-Net umožňuje všem zařízením Saia® (včetně jednoduchých RIO) být aktivními účastníky komunikace, se stejnými právy na použití Profibus autonomně, zcela podle svých komunikačních potřeb.

Profi-S-Net zahrnuje protokoly pro komunikaci mezi různými zařízeními Saia®PCD (PLC, RIO, HMI, PG, …). Kromě běžných služeb pro přenosy dat jsou k dispozici i speciální služby pro programování, oživování a diagnostiku, nebo pro přenos HTML stránek pomocí protokolu HTTP. Tím je zajištěno, že automaty Saia®PCD mohou využívat webové technologie i při komunikaci po Profibusu. Všechny nové automaty Saia®PCD obsahují Web server standardně už v základním vybavení. Plně integrované komunikace

Profibus vrstva 2 (FDL) byl integrován do operačního systému všech CPU nových stanic (PCD2.M48x PCD3.Mxxxx) a všech základních modulů vzdálených periférních zařízení (PCD3.RIO). Nová zařízení tak mají k dispozici připojení na Profi-S-Net s přenosovými rychlostmi až do 1,5 Mbit/s, a to bez příplatku. Nová zařízení umožňují provozovat Profibus DP/MPI a S-Net na stejném rozhraní. Díky tomu mohou být velmi ekonomicky vytvářeny flexibilní sítě, založené na standardu Profibus. Jako uzel v síti pak může být použita každá stanice Saia®PCD nebo i cizí zařízení.

Komunikační model ISO/OSI

Saia®S-Net | Topologie a protokoly

Silný základní systém s mnoha variantami

Ether-S-Net | Profi-S-Net Privátní řídící síť (PCN), zahrnuje všechny protokoly a služby pro komunikaci

zařízení Saia® (PLC, RIO, HMI, PG) po sběrnici Ethernet nebo Profibus. Umožňuje víceprotokolový provoz (Ethernet: S-Bus/S-IO/HTTP/SMTP, Profibus: DP/MPI/SBus/S-IO/HTTP) na tomtéž rozhraní a vedení.

Ether-S-Bus | Profi-S-Bus Protokol typu multimaster, vhodný i pro událostmi řízenou výměnu dat mezi auto-

maty. Kromě běžných služeb pro výměnu procesních dat obsahuje i služby pro přístup k automatům PCD z programovacího kompletu PG5, Saia®OPC serveru, nebo z webového prohlížeče (web browser).

Ether-S-IO | Profi-S-IO

Protokol optimalizovaný pro komunikaci se vzdálenými vstupy/výstupy PCD3.RIO. Kromě běžných datových služeb obsahuje speciální služby pro konfiguraci a diagnostiku a pro správu tzv.programových zásuvných modulů (RIO plug-ins).

Profibus DP

Standardní protokol pro výměnu dat mezi zařízeními s tímto protokolem (PLC, RIO, frekvenční měniče, pohony, čidla, …).

MPI

Standardní Multi-Point protokol pro výměnu dat mezi různými zařízeními (automaty Saia® provedení xx7, HMI, operátorské stanice SCADA).

HTTP

Hyper-Text Transfer Protocol pro přístup k Web-Serveru v automatech PCD prostřednictvím Ether-S-Net a Profi-S-Net.

SMTP

Simple Mail Transfer Protocol pro zasílání e-mailových zpráv přes Ether-S-Net.

Serial-S-Net

Protokol S-Bus (typ Master/Slave), provozovaný na standardních sériových rozhraních (RS232, RS485/422, USB, Modem)

Uživatelský program

Tento obrázek ilustruje koncept S-Net v komunikačním modelu ISO/OSI s příslušnými názvy sití.

2|

www.start-controls.com

Systémová informace Saia® S-Net



|3

Saia® S-Net | Přehled

Vlastnosti | Funkce | Komponenty | Zařízení

Typické příklady použití

Praktické možnosti S-Net v aplikacích

Multi-protokolový provoz a komunikace multi-master

Automaty s Ether-S-Net a Profi-S-Net umožňují multiprotokolový provoz, tzn.že na tomtéž rozhraní a vedení může být simultálně použito několik aplikačních protokolů (S-Bus, S-IO, DP, HTTP, …). To odstraňuje drahé paralelní spoje pro různé aplikace. Zařízení s Ether-S-Net a Profi-S-Net umožňují díky komunikaci typu multimaster událostmi řízenou výměnu dat a tím snížit zatížení sítě a zrychlit reakční doby. Funkce Gateway

Funkce „brána“ (Gateway) zajišťuje přenos informací mezi různými sítěmi a rozhraními. Tím je umožněn konzistentní průchod programovacích a datových telegramů i přístup k webovým stránkám pomocí prohlížeče Internetu. Funkce Gateway je integrální součástí operačního systému automatů PCD a nevyžaduje žádný přídavný modul. Výkonné nástroje pro programování, konfiguraci, uvádění do provozu a diagnostiku

Pohodlný konfigurátor S-Net šetří čas při vytváření projektu komunikační sítě.  Programování v PG5 je snadné. Je možné použít jazyk IL, nebo pohodlněji pomocí FBoxů ve FBD (FUPLA).  Trvalý přístup z programovacího kompletu Saia ®PG5 k automatům PCD prostřednictvím sítě. Díky funkci Gateway je možné procházet přes různé typy sítí. Vizualisace, ovládání a monitorování





Pro připojení SCADA i přes Profi-S-Net a Ether-S-Net je k dispozici „S-Bus OPC Server“ (podrobnosti viz TI 26/357) Všechny nové CPU a RIO mají integrovaný Web Server pro potřeby ovládání, monitorování a diagnostiky. Web Server vždy obsahuje několik předdefinovaných HTML stránek, příslušných výrobku, sloužících jeho konfiguraci a diagnostice. Kromě toho mohou být pomocí pohodlného „S-Web Editoru“ nebo běžného webového (např.Frontpage apod.) vytvořeny a přidány aplkační HTML stránky.. Monitorování, ovládání, hlášení poruch, programování a diagnostika na dálku prostřednictvím telekomunikačních sítí

Obsluha modemů (analogových, ISDN, GSM) je součástí operačního systému všech automatů PCD.  Ekonomické připojení k telekomunikačním sítím díky modemovým modulům (PCD2.T8xx), integrovatelným do automatu.  Výkonná knihovna FBoxů pro modemy výrazně zjednodušuje programování modemové komunikace.

Telekomunikace

Výrobky připojitelné na S-Net

PCD2.M480

PCD3. M5xxx

PCD3.Txxx (RIO)

PCD7.Dxxx (HMI)

Profi-S-Link

4|


Každý automat s připojením na Ethernet (modul PCD7.F650 nebo CPU řady PCD3.Mxxxx) může být připojen na Ether-S-Net. Automaty PCD2.M480, PCD3.Mxxx a PCD3.T76x RIO mají už v základním provedení integrováno rozhraní Profi-S-Net (až do 1,5 Mbitů/s). K dispozici jsou terminály řady PCD7.D7xx, které mohou být použity na Ether-S-Net nebo Profi-S-Net. Adaptér „Profi-S-Link“ (PCD8.K120) slouží pro připojení zařízení s rozhraním Ethernet (programovací PC, SCADA, Web terminály a PC s browserem) na Profi-S-Net.


Multiprotokolový provoz

Na jedné fyzické síti (kabelu), běží simultánně 3 různé logické sítě s různými úkoly.  Stanice PCD2.M480 tvoří první logickou síť se vzdálenými I/O řady PCD3, pro jejichž ovládání a sledování používá protokol Profi-S-IO.

Ve druhé logické síti používají automaty PCD2. M480 a PCD3.M5540 protokol Profi-S-Bus v režimu multimaster pro událostmi řízený vzájemný přenos dat.



Ve třetí logické síti, tvořené automatem PCD3. M5540 a jedním nebo více cizimi zařízeními, je automat PCD3 ve funkci podřízené stanice (Slave), cizí zařízení je hlavní (Master). Zařízení v této síti komunikují standardním protokolem Profibus-DP.



Výhody Na jednom komunikačním vedení s jedním připojením ke každému automatu PCD mohou simultánně probíhat různé komunikační úlohy. Díky tomu se snižují náklady:

Pro jednotlivé logické sítě není třeba budovat samostatné fyzické sítě.  Je možné využít i stávající infrastrukturní sítě, např.Profibus-DP. 

Do automatů PCD nejsou potřebné žádné přídavné moduly s rozhraními.  Náklady na realizaci komunikace (projekt, konfigurace, programování) jsou výrazně redukovány. 

Ekonomické komunikace s Profi-S-Net

Levné automaty PCD3.M3xxx, PCD.RIO a terminály PCD7.D7xx mohou být použity k levnému vytvoření výkonných komunikačních sítí. Všechna tato zařízení mají zabudováno rozhraní Profi-SNet, které může být povozováno až do rychlosti 187,5 kbitů/s. Při této přenosové rychlosti nejsou požadavky na kabeláž nijak náročné a proto mohou být použity levnější kabely a konektory. Tyto ekonomické sítě Profi-S-Net jsou ideální pro komunikační úlohy, které nejsou časově kritické, jako tomu je např. v automatizaci budov. Přitom provoz režimem multimaster umožňuje efektivní výměnu dat mezi hlavními stanicemi, což je zvláště výhodné při velkém počtu účastníků v síti. Tento režim také umožňuje bezproblémový přístup z terminálů ke všem stanicím.



|5



Praktické možnosti S-Net v aplikacích

Praktické možnosti S-Net v aplikacích Kontinuita a bezpečnost investic

Přímé připojení PC na Profi-S-Net Standardní PC a/nebo Webové terminály se mohou k síti Profi-S-Net připojovat rozhraním Ethernet přes adaptér Profi-S-Link. Tímto způsobem získají programovací nástroje Saia®PG5, prohlížeč Internetu nebo SCADA s OPC Serverem přímý přístup k zařízením na Profi-S-Net. Prohlížeč Internetu načítá pomocí protokolů Profi-S-Bus a HTTP stránky HTML, které poskytuje Web Server, zabudovaný v automatu PCD. Malé rozměry adaptéru Profi-SLink ho činí ideálním jak pro pevné instalace, tak i pro mobilní použití s přenosným počítačem. Na rozdíl od pevné karty rozhraní, instalované v PC, může být adaptér Profi-S-Link snadno používán pro různé PC, protože se připojuje konektorem do rozhraní Ethernet. Díky tomu je odstraněna drahá a zdlouhavá instalace modulů a příslušných ovladačů - často navíc spojená s problémy nekompability operačního systému PC a dodáváného ovladače.

Možnost programování za provozu díky funkci Gateway

Funkce brány (Gateway) v automatech PCD2.M480 nebo PCD3.Mxxxx umožňuje přístup přes rozhraní USB, RS232, modem nebo Ethernet ke všem zařízením, připojeným na Profi-S-Net.

Automaty PCD3.Mxxx a PCD2.M480 mají vždy rozhraní RS485 a protokol S-Bus. To lze výhodně využít při rozšiřování existujících systémů (používajících PCD starší generace) o nové sítě Profi-SNet a Ether-S-Net. Funkce Gateway umožňuje propojení komunikace mezi různými sítěmi. Automaty PCD1 nebo PCD2 s komunikačním submodulem PCD7.F655 pro Ethernet mohou být také integrovány do Ether-S-Net. Komunikační submodul Profibus-DP Master dokonce dovoluje, aby na Profi-S-Net byla připojována zařízení s rychlostí až 12 Mbitů/s.

Programming unit

Redundantní připojení na Ethernet

Se 2 pozicemi pro moduly Ethernet je možné ekonomicky vytvářet redundantní sítě. To může být požadováno v systémech s vysokými nároky na bezpečnost, např.v dopravním inženýrsví při řízení technologií v tunelech. Každé připojení má svojí IP adresu a umožňuje návaznost na protokoly EtherS-Net. Saia®OPC Server také podporuje provoz na dvou redundandních sítích. Monitoruje obě komunikační cesty do PCD a v případě poruchy mezi nimi automaticky přepíná.

Centrální správa decentralizovaných funkcí

Technologie programových, tzv.zásuvných modulů (plug-in), mění i poměrně jednoduché základny pro vzdálené I/O řady PCD3 na inteligentní, decentralizovaná zařízení. S funkcí, předanou ve formě zásuvného modulu (vytvořeného v jazyku C), jsou PCD3.RIO schopné nezávisle provádět např. tyto úlohy:  Předzpracování I/O signálů  Obsluha periferních zařízení (např.terminálů, čteček čárového kódu, atd.) připojených na rozhraní RS232, které je součástí základen PCD3. T765 RIO.  Rychlé procesy mohou být řízeny místně, z komunikační základny vzdálených I/O.  Pokud dojde k výpadku hlavního automatu, mohou decentralizované funkce zajistit uvedení zařízení do bezpečného stavu nebo proces kontrolovaně odstavit. Správu vzdálených funkcí zajišťuje stanice PCD2.M480, pracující v režimu Profi-S-IO Master, která je automaticky distribuje do jednotlivých PCD3.T765 RIO pomocí protokolu HTTP. V takových případech jsou PCD3. RIO aktivními stanicemi na sběrnici a také si autonomě podle potřeby vyžadují ze stanice Profi-S-IO Master jednotlivé zásuvné moduly.

2x Ethernet s firewall a jako Gateway

Dvě rozhraní Ethernet umožňují, aby stanice PCD2. M480 byla použita jako brána s ochrannou funkcí firewall mezi dvěma fyzicky oddělenými sítěmi (např. podnikovou sítí a automatizační sítí).

2x Ethernet s firewall

Obě rozhraní Ethernet mají svojí vlastní IP adresu a jejich vrstvy Ethernet a TCP/IP jsou naprosto oddělené. Ethernet a IP telegramy nejsou mezi oběma sítěmi přenášeny. Přístup k médiím v PCD je možný jen protokolem Ether-S-Net. Proto hackeři, používající protokol TCP/IP nemají žádnou šanci napadnout média v PCD nebo dostat se na druhé rozhraní Ethernet. 2x Ethernet s funkcí Gateway

Company network

Díky funkci Gateway integrované v automatech PCD2.M480, mají zařízení, podporující protokol Ether-S-Net (PC s PG5 nebo s OPC Serverem, automaty PCD) zprostředkován přístup i ke všem automatům PCD, připojených k jiným, fyzicky odděleným sítím.

Automation network

Popsané funkce, poskytované sítí S-Net, výrazně redukují náklady na uvádění do provozu a údržbu jednotlivých zařízení i systému jako celku. 6|





|7

Saia®PCD a sítě v praxi

Saia®S-Net je řešení, ověřené v mnoha aplikacích

Příklady realizovaných aplikací: Stát Projekt

Popis projektu

35 km dlouhý tunel, dvouděrový. Pro ventilaci v tunelu, požární signalizaci, světelné značení únikových cest atd. je použito 660 automatů PCD2 a 1470 PCD3.RIO. Komunikace Ethernet TCP/IP a S-Bus (RS485). Komunikace po Ethernetu je z části vedena po světlovodech jako redundantní, s využitím 2 rozhraní Ethernet na automatech PCD2.M480.

CH SBB železniční tunel Lötschberg Doprava CH Dálniční tunel A5 Solothurn-Grenchen Doprava

28 automatů PCD2 a 29 PCD.RIO ovládá ventilační stanice a realizuje bezpečnostní systém. Zařízení jsou propojena pomocí Ethernetu TCP/IP a Profibus-DP.

CH Místní teplárenská síť v Ženevě Ekologické inženýrství

Více než 30 automatů PCD1, PCD2 a PCD4 řídí teplárenskou síť (délka přes 10 km) pro 23 000 obyvatel na předměstí Ženevy. Propojení automatů je realizováno pomocí sítě Ethernet TCP/IP s využitím světlovodů.

CZ Více než 1500 aplikací

Příklady: Metro Praha (300 CPU), Škoda auto (110 CPU), IKEM Praha (90 CPU), ÚVN Praha (80 CPU), Vodárny Kladno Mělník (80 CPU, radiomodemy), NH Ostrava (110 CPU), JE Dukovany, JE Mochovce, vodárna Plzeň, ČOV Liberec, závody Bramac a řada dalších. Komunikace většínou S-Bus po RS485, také Ethernet TCP/IP z části po světlovodech, Profibus-DP, radiomodemy, GSM, telefonní síť...

TZB, vodárenství, energetika, výroba, doprava, ... D Deutsche Telekom Immobilien GmbH Správa budov

Firma Deutsche Telekom Immobilien GmbH spravuje a provozuje nemovitosti a budovy patřící Deutsche Telekom AG používá přes 5000 systémů Saia®PCD. Podstanice PCD používají místní sítě a na centrální správní systém jsou propojeny pomocí telekomunikační sítě ISDN.

F Dálniční tunel pod Montblankem Doprava

V 11,6 km dlouhém tunelu pod Montblankem ovládá 23 automatů PCD odvětrání plynů (CO), měří sílu větru a zajišťuje hlášení poruch. Všechny stanice komunikují pomocí sítě Ethernet TCP/IP.

N Továrna na zpracování ryb

30 automatů PCD řídí a sleduje denní zpracování 1600 tun čerstvých ryb na hluboce zmrazené rybí filety. Pro komunikaci v systému mezi stanicemi Saia®PCD jsou použity sitě Ethernet TCP/IP, Profibus-DP a S-Bus.

Výroba NL Květinová velkotržnice Naaldwijk Technická zařízení budov

Jedna z největších velkoobchodních květinových tržnic v Evropě. Více než 100 automatů Saia®PCD zajišťuje klimatizaci v obchodních halách o rozloze přes 600 000 m2, ovládá osvětlení a přístupy. Komunikace probíhá po Ethernet TCP/IP a S-Bus RS485.

Adresy Výrobce

Distributor pro Českou a Slovenskou republiku

Saia-Burgess Controls Ltd.

EWWH, s.r.o.

Bahnhofstrasse 18 CH-3280 Murten / Switzerland T +41 26 6 727 111 F +41 26 6 727 4 99 [email protected] www.saia-pcd.com

Hornoměcholupská 518/68

CZ-102 00 Praha 10 T +420 734 823 339 [email protected] www.ewwh.cz

Produktová podpora, technické referenční stránky:

www.sbc-support.ch

P+P26/381 CS4 07.2007

Možnost změn vyhrazena

Saia S-Net Flexibilní koncept komunikačních sítí pro moderní a ekonomické řešení automatizace

Recommend Documents