مقاله اتوماسیون صنعتی و شبکه های ارتباطی

دانلود مقاله اتوماسیون صنعتی و شبکه های ارتباطی

خلاصه
پیشرفت فن آوری اینترنت و شبکه های ارتباطی در دهه های اخیر ایجاب می نماید تا به لزوم ‏بکارگیری شبکه های ارتباطی در صنعت و در این راستا شبکه ای کردن دستگاهها و سنسورهای ‏صنعتی بپردازیم.‏

در این مقاله نگاهی اجمالی به اتوماسیون صنعتی و نقش شبکه های ارتباطی در توسعه صنعت داریم . ‏در ابتدا با بیان تاریخچه اتوماسیون صنعتی , به ذکر اطلاعات پایه اعم از سطوح سلسله مراتبی ‏اتوماسیون صنعتی و پروتکل ‏MAP‏ ( پروتکل اتوماسیون صنعتی) می پردازیم.‏
‏ در ادامه ملزومات اساسی طراحی و ارتباطات قسمتهای مختلف یک شبکه صنعتی شرح داده می ‏شود و با اشاره به توسعه شبکه های ارتباطی به نقش ارزنده اتصال دستگاهها و سنسورها در دنیای ‏صنعت می پردازد .‏
‏ انواع شبکه های صنعتی با ذکر محاسن و معایب هر یک بررسی شده و نشان می دهد که چگونه می ‏توانیم شبکه های سرعت بالا مانند ‏Ethernet‏ را با شبکه های سطح پایین تر (‌مانند : ‏Fieldbus‏) ‏جهت افزایش کارایی ترکیب نمود و همچنین اهمیت استفاده از پردازنده ها و رابطهای کامپیوتری ‏در مدیریت هرچه بیشتر اطلاعات تبادلی و ‏chip‏ های از قبل برنامه ریزی شده (‌‏Asic‏) شرح داده می ‏شود. در پایان با بیان پیشنهادهایی جهت طراحی یک شبکه ارتباطی در صنعت به کار خود خاتمه می ‏دهد.‏

بخشی از مقدمه
هنگامیکه در دهه شصت تکنولوژی های اتوماسیون دیجیتال در دسترس قرار گرفت از آنها جهت ‏بهبود و توسعه سیستمهای اتوماسیون صنعتی استفاده شد . مفاهیمی مانند : صنایع خودکار ‎(CIM)‎‏ و ‏سیستمهای کنترلی خودکار توزیعی ‏ ‎(DCCS)‎‏, در زمینه اتوماسیون صنعتی معرفی گردید و کاربرد ‏شبکه های ارتباطی تقریبا“‌ رشد قابل توجهی نمود.‏
کاربرد سیستمهای اتوماسیون صنعتی گسترش پیدا کرد بطوری که تعدادی از مدلهای دیجیتالی آن ‏برای شبکه های ارتباطی جهت جمع آوری اطلاعات و عملیات کنترلی سطح پائین (سطح دستگاهای ‏عمل کننده) با هم در ارتباط بودند.‏
در یک سیستم مدرن اتوماسیون صنعتی ,‌ ارتباط داده ها بین هر یک از دستگاههای اتوماسیون نقش ‏مهمی ایفا می کند , هدف از استانداردهای بین اللملی برقراری ارتباط بین همه دستگاههای مختلف ‏اتوماسیون است. از این رو کوششهائی جهت استانداردسازی بین المللی در زمینه شبکه ها صورت ‏گرفت که دستاورد مهم آن پروتکل اتوماسیون صنعتی (‏MAP‏) در راستای سازگاری سیستم های ‏ارتباطی بود. پروتکل ‏MAP‏ جهت غلبه بر مشکلات ارتباطی بین دستگاههای مختلف اتوماسیون ‏گسترش پیدا کرد و بعنوان یک استاندارد صنعتی جهت ارتباطات داده ای در کارخانه ها پذیرفته شد ‏‏.‏
عملکرد و قابلیت اطمینان یک سیستم اتوماسیون صنعتی در حقیقت به شبکه ارتباطی آن بستگی دارد ‏‏.‏
در یک شبکه ارتباطی اتوماسیون صنعتی ,‌ بهبود عملکرد شبکه وقابلیت اطمینان آن و استاندارد بودن ‏ارتباطات با توجه به اندازه سیستم و افزایش حجم اطلاعات تعیین می گردد.‏

فهرست مطالب
خلاصه
فصل اول :شبکه های صنعتی
قسمت اول
مقدمه
‏۱ – ۲ سطوح سلسله مراتبی سیستم های اتوماسیون صنعتی
‏۱ – ۳ وسیله انتقال
‏۱ -۴ روشهای انتقال
‏۱-۵ پروتکل ‏MAP
قسمت دوم
‏۲-۱ ملاحظات طراحی :‏
‏۱ – ‏Transmission Speed‏:‏
‏۲ – ‏Response Time‏:‏
‏۳ – ‏Utilization‏:‏
‏۴ – ‏Throughput‏:‏
قابلیت اعتماد و در دسترس بودن ‏Reliability Or Availability
سرویس یا عملیات شبکه ‏Service Or Network Functionality
تحمل پذیری محیط ‏‎ Tolerance For Environment
وسیله فیزیکی انتقال ‏Physical Media‏ ‏
قابلیت توسعه ‏Expandability
نگهداری ‏Maintenance
امنیت ‏‎ Security
‏۲-۲ ملزومات ارتباطی سیستم های اتوماسیون صنعتی
‏۲-۳ فرایند طراحی شبکه ارتباطی
فصل دوم – شبکه های صنعتی
قسمت اول
‏۲-۱-۲ چرا یک سنسور را شبکه ای می کنیم؟
‏۱ – امکان عیب یابی ‏
‏۲ – پیکر بندی مناسب
‏۳ – سیستم های اطلاعاتی اقتصادی
امکان برنامه ریزی مجدد (‌تغییر کارایی )‌ یک سنسور از طریق شبکه ای کردن ‏
‏۲-۱-۳ چه کسی از شبکه های سنسوری استفاده می کند؟
‏۲-۱-۴ چگونه یک شبکه صنعتی بازارهای جدید ایجاد می کند؟
‏(۱) ۲-۱-۵ ‏Ethernet
Fieldbus‏ ها همراه ‏Ethernet
‏۲-۱-۶ ‏RS-232/422/485‎
‏۲-۱-۷ ‏Modbus RTU/ASCII
‏۲-۱-۸ شبکه کنترل کننده محلی ‏CAN)‎‏ ‏‎(‎
‏ ۲-۱-۹ ‏Profibus
‏۲-۱-۱۰ ‏Field bus
‏۲-۱-۱۱ آیا فن آوری شبکه جدید است؟
شبکه های صنعتی
قسمت دوم ( شبکه کردن و پیچ و خم های عملیات نرم افزاری و سخت افزاری)‏
‏۲-۲-۲ لایه های اطلاعاتی
وظایف هر لایه
لایه ۷ – لایه کاربرد ‏Application
لایه ۶ – لایه نمایش ‏Presentation
لایه ۵ – لایه جلسه ‏Session
لایه ۴ – لایه حمل و نقل‎ Transport ‎
لایه ۳ – لایه شبکه ‏Network
لایه ۲ – لایه اتصال داده ‏Data Link
لایه ۱ – لایه فیزیکی ‏physical
لایه انتقال ‏Transmission
‏۲-۲-۳ استفاده از یک پردازنده به تنهایی یا همراه با یک کمک پردازنده دیگر؟ ‏
‏۲-۲-۴ برای چی ‏ASIC‏ ها در طرحهای ارتباطی ضروری هستند؟
‏۲-۲-۵ جداسازی سطح ولتاژ
‏۲-۲-۶ معانی ‏Slave , Master
پیچیدگی ‏Master , Slave
‏۲-۲-۷ ابزارهای پیکربندی چه کاری انجام می دهند؟
یک زمانبندی توسعه معمولی چیست ؟
‏۲-۲-۸ چه توان عملیاتی شما انتظار دارید؟
‏۲-۲-۱۰ موانع توسعه محصول
شبکه های صنعتی
قسمت سوم ‏
‏۲-۳-۲ اصول شبکه ای کردن
‏۲-۳-۳ رابطهای کامپیوتری
‏۲-۳-۴ استفاده از یک رابط عمومی برای همه مسیرهای ارتباطی ‏
‏۲-۳-۵ ‏Gateway‏ ها یک روش سریع برای ارتباط
‏۲-۳-۶ استفاده از ‏Chip‏ های مجتمع
اصطلاحات
منابع