در این مقاله می خواهیم به مفهوم شبکه های صنعتی و همچنین انواع آن بپردازیم تا شما بتوانید اطلاعاتی را در این زمینه کسب کنید.

آیا شما با این شبکه ها آشنا هستید؟ آیا با انواع پروتکل های شبکه های صنعتی آشنایی دارید؟ از کاربرد آن در صنعت چقدر اطلاعات دارید؟

همه این ها سوالاتی است که در ادامه به بررسی و پاسخگویی آنها می پردازیم پس تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

اما شبکه صنعتی چیست؟

شبکه های صنعتی در واقع شبکه هایی هستند که جهت مبادله دیتا و اطلاعات در بین کنترلر ها و تجهیزات مورد استفاده قرار می گیرند. شبکه صنعتی در واقع مسیری است که باعث تبادل اطلاعات می شود.

این مسیر را می توان به یک جاده تشبیه کرد که از آن ماشین عبور می کند. اما در مسیر این شبکه ها به جای حرکت ماشین ها و وسایل نقلیه، اطلاعات و دیتا عبور می کنند. این شبکه های دارای انواع مختلفی هستند و پروتکل های معروفی دارند.

انواع پروتکل در شبکه های صنعتی، باعث مشخص شدن نحوه کد گذاری دیتا و نحوه ارسال و دریافت اطلاعات می گردد. تا قبل از شبکه صنعتی ابداع شود، مبادله اطلاعات بین کنترلر ها و تجهیزات با استفاده از سیستم سیم کشی صورت می گرفت.

اما نحوه انتقال اطلاعات در شبکه های صنعتی چگونه است؟

با ابداع شبکه صنعتی، این امکان به وجود آمد که به جای استفاده از سیم کشی، با استفاده از تکنولوژی ارسال سیگنال های الکتریکی، اطلاعات مبادله شوند.

یعنی در واقع سیگنال های الکتریکی به دیتا تبدیل می شوند و سپس با استفاده از شبکه های صنعتی این دیتاها و اطلاعات در نهایت به کنترلر ارسال می گردد.

در واحد های صنعتی خطوط تولید زیادی ممکن است وجود داشته باشد که برای هماهنگی در بین یکدیگر نیازمند این هستند که اطلاعاتی را مابین هم منتقل کنند. این امر نیازمند جابجایی حجم زیادی از دیتا به کنترلر ها و سیستم های مانیتورینگ می باشد که این کار به وسیله انواع پروتکل های شبکه های صنعتی صورت می گیرد.

آشنایی با انواع شبکه های صنعتی

شبکه صنعتی دارای پروتکل های مختلفی جهت انتقال دیتا و اطلاعات از بین خطوط تولید به کنترلر ها می باشند. ما در ادامه قصد داریم شما را با انواع شبکه های صنعتی آشنا کنیم.

• آشنایی با پروتکل شبکه های صنعتی مدباس (Modbus)

یکی از انواع این شبکه ها که به آن می خواهیم اشاره داشته باشیم، شبکه مدباس می باشد. این شبکه یک پروتکل ارتباطی است که به صورت اپن سورس (Open Source) در صنعت موجود می باشد. این پروتکل به سال 1979 توسط Modicon عرضه شد.

مدباس در ابتدا به صورت یک ایده اولیه برای استفاده از در PLC ها مطرح شد اما به تدریج و با کامل شدن تحقیقات در این زمینه، پروتکل مدباس به عنوان یک پروتکل یا استاندارد ارتباطی در صنعت جا افتاد. این امر باعث شد که بسیاری از تولیدکنندگان تجهیزات، این پروتکل را در سیستم های خود به کار ببرند و آن را پشتیبانی نمایند.

این امر سبب شد تا مدباس به صورت یک پروتکل وارد صنعت ارتباطی شود. از این پروتکل در شبکه های صنعتی به مرور استفاده شد، چرا که سازندگان محصولات از این استاندارد پشتیبانی می کند.

اما چرا پروتکل Modbus شبکه های صنعتی در صنعت کاربرد دارد؟

به چند دلیل می توان برای محبوبیت این استاندارد ارتباطی، اثبات کرد:

• استفاده از آن به صورت اپن سورس و رایگان می باشد.
• برای استفاده در فعالیت های صنعتی طراحی و گسترش یافته است.
• توسعه آن راحت است و نگرانی بابت نگهداری آن وجود ندارد.
• در شبکه های صنعتی اجازه مبادله بیت و بایت را بدون محدودیت صادر می کند.

مدباس جهت مبادله ارتباطی و اطلاعاتی بین چندین دستگاه که ممکن است تعداد آنها حداکثر تا 20 دستگاه نیز برسد، مورد استفاده قرار می گیرد. اطلاعات از قبیل دما و رطوبت به واسطه کنترل کننده در شبکه صنعتی خوانده می شود.

انواع استاندارد مدباس در شبکه های صنعتی

خود مدباس که از انواع شبکه های صنعتی می باشد دارای انواع پروتکل می باشد که با انواع مدباس شما را آشنا می کنیم:

• Modbus RTU

یکی از پرکاربردترین نگارش ها در شبکه های ارتباطی می باشد. انتقال دیتا به کنترلر ها در این روش با استفاده از فشرده سازی کدهای دودویی صورت می گیرد.

• Modbus ASCII

در این روش انتقال اطلاعات در شبکه های صنعتی به وسیله کدهای اسکی صورت می گیرد. کدهای اسکی برای انتقال دستورالعمل های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.

• Modbus TCP

این نوع روش در شبکه های ارتباطی برای انتقال اطلاعات و دیتا با سرعت بالا مورد استفاده قرار می گیرد. این روش بر بستر آی پی فعالیت می کند.

• Modbus Plus

این روش که به وسیله توکن ها طراحی و پیاده سازی می شود، برای انتقال اطلاعات با سرعت بسیار بالا طراحی شده است.

پروتکل مدباس شبکه های صنعتی دارای محدودیت هایی نیز می باشد که باید به آنها دقت شد.

محدودیت شبکه های صنعتی Modbus

این پروتکل به این خاطر که در شبکه صنعتی از سریال های خاصی استفاده می کند، دارای محدودیت هایی است.

• این پروتکل دارای خطوط سریال کند می باشد که در شبکه های ارتباطی امروزی این امر بسیار بالاتر است. برای مثال شبکه های ارتباطی امروز با سرعت 100 مگابایت بر ثانیه انتقال اطلاعات می کنند که این امر در شبکه های صنعتی مدباس 1/0 مگابایت بر ثانیه می باشد.
• برای اینکه بخواهیم تعداد زیادی دستگاه را به هم ارتباط دهیم، نیازمند ارتباطات پیچیده درختی است که انجام این کار را عملا سخت می کند.
• فقط یک master در باس ها می تواند با کنترلر ها ارتباط برقرار کند، با وجود اینکه ممکن است تعداد زیادی از آنها در شبکه های صنعتی وجود داشته باشد.

آشنایی با پروتکل شبکه های صنعتی پروفیباس (Profi Bus)

این پروتکل توسط شرکت زیمنس آلمان طراحی و ابداع شد و برای استفاده در صنعت مورد بهره قرار می گیرد. این پروتکل در شبکه های صنعتی ابتدا انحصارا برای زیمنس برای انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار می گرفت.

به تدریج این پروتکل هم همانند مدباس به صورت جهانی و اپن سورس و رایگان عرضه شد. این پروتکل در شبکه صنعتی برای همه سازندگان تجهیزات ارتباطی مورد استفاده قرار گرفت.

تفاوت انواع شبکه های صنعتی

هر سه پروتکل مدباس، پروفیباس و دیوایس نت (Device Net) از انواع شبکه های صنعتی هستند. اما به نظر شما چه تفاوت هایی با هم دارند؟

هرچه باشد تفاوت انواع شبکه های صنعتی در نحوه ارتباط دهی و انتقال اطلاعات است.

در مدباس، ارتباط دو سیمه و بر پایه سریال صورت می گیرد. انتقال اطلاعات با استفاده از یک فریم خاص صورت می پذیرد.

در شبکه دیوایس نت بسیار شبیه مدباس می باشد اما بر اساس ارتباط CAN صورت می گیرد. تفاوت مدباس و دیوایس نت در سرعت انتقال اطلاعات می باشد که در مدباس 1/0 و در دیوایس نت 1 مگابیت بر ثانیه می باشد.

اما پروفی باس از جدیدترین و پیشرفته ترین شبکه های صنعتی می باشد که نواقص دو مورد قبلی را ندارد. بزرگترین مزیت این پروتکل سرعت انتقال اطلاعات 12 مگابیتی می باشد.

از پروفیباس برای انتقال اطلاعات با سرعت بالا استفاده می شود اما از مدباس برای ارتباط تجهیزات جانبی و سنسور ها با PLC استفاده می گردد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد هرکدام از شبکه های صنعتی روی تصاویر زیر کلیک کنید.