Применение ЦИФРОВЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ И протоколов- ЗАЛОГ КОНУРЕНТОСПОСОБНОСТИ
Современный бизнес требует от служб промышленной автоматизации и информационных технологий предприятий внедрения автоматизированных систем диспетчерского контроля и управления целыми производствами для получения оперативной информации о текущих производственных показателях, количество которых, по оценкам, может превышать тысячи.
Именно по этой причине возрастает актуальность задачи интеграции локальных систем управления технологическим оборудованием в систему диспетчеризации предприятия. Решить эту задачу можно двумя способами: передача сигналов по отдельным проводам или использование цифровых интерфейсов. В связи с высокой ценой на медь передача дискретных и аналоговых сигналов по отдельным проводам в данном случае является экономически нецелесообразной. Ко всему прочему, центральная станция управления, собирающая данные с локальных систем управления, должна иметь количество входов/выходов, равное или превышающее количество интересующих бизнес технологических параметров, которое, по оценкам, может превышать тысячи.
Трудоемкость прокладки кабелей и монтажа, недолговечность маркировки на проводах также вносит свою лепту к отказу от применения проводных линий для передачи каждого сигнала. Однако, перечисленных недостатков лишены цифровые интерфейсы, с помощью которых возможно предавать данные на любые расстояния и в любом количестве в неповрежденном виде. Производители устройств промышленной автоматики идут в ногу со временем, поэтому сейчас практически любой промышленный контроллер, являющегося неотъемлемой частью современной системы управления, оснащен каким-либо цифровым интерфейсом. Желание быть коммерческими успешными заставляет компании применять в своих устройствах стандартные цифровые интерфейсы и протоколы.
Одними из самых распространённых в промышленной автоматизации являются цифровые интерфейсы RS-485 и Ethernet и, использующие их, протоколы Modbus RTU и Modbus TCP. В Техническом университете УГМК есть лаборатория автоматизированных систем управления, стенды и оборудование которой позволяют не просто познакомиться с указанными интерфейсами и протоколами, но изучить их на уровне разработчика.
Чтобы начать изучение интерфейса RS-485 и протоколов Modbus необходимо быть студентом 3 курса по направлению АСУ ТП или быть слушателем курса повышения квалификации «Шина MODBUS - промышленные MODBUS коммуникации» в ТУ УГМК. В рамках учебного курса студенты и слушатели курса знакомятся с теоретическим материалом, изучают на экране осциллографа форму и электрические характеристики сигналов, распространяющихся в линии передачи данных интерфейса RS-485, пытаются «прочувствовать» протокол Modbus RTU путем ручного формирования кадров протокола и отправки их в реальные Modbus RTU устройства, рассматривают в программе Wireshark кадры протокола Modbus TCP, передаваемых по сети Ethernet между устройствами Modbus TCP. Знания, полученные в процессе теоретической части курса, далее применяются для настройки связи контроллерного оборудования, установленного в лаборатории, между собой и полевыми устройствами по протоколам Modbus.
В частности, в рамках курса рассматривается работа Siemens Simatic ET200SP в режиме ведущего и ведомого Modbus RTU устройства, работа ПЛК S7-1200 в режиме ведущего и ведомого Modbus TCP устройства, развертывание и настройка на АРМ оператора Modbus OPC сервера и связь SCADA WinCC с устройствами Modbus TCP с помощью Modbus OPC сервера.
Знаний и навыков, полученных в процессе практического обучения на данном курсе, достаточно для быстрого принятия решения по применению сетей передачи данных на базе протоколов Modbus в каждой конкретной ситуации, организации и настройки сети передачи данных на базе протоколов Modbus, настройки конечных устройств Modbus.