تحقیق اتوماسیون صنعتی و شبکه های ارتباطی ۳۷ ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : ۳۴ صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏۲
‏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.
‏فصل ۱ ‏–‏ شبکه های صنعتی
‏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
‏۲
‏ CIM‏ (Manufacturing‏ Computer Integrated ‏) ‏–‏ صنعت مجتمع خودکار
(CIM)‏ و سیستمهای کنترلی خودکار توزیعی ‏ DCCS‏ ( Distribute Computer Control System‏) – سیستم 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.
‏یک شبکه ارتباطی جهت یک سیستم اتوماسیون صنعتی باید دارای شرایط زیر باشد :
‏۱ – قابل استفاده بودن شبکه ۲ – ‏‌‏ توان عملیاتی مناسب شبکه ۳- ‏‌‏میانگین تاخیر انتقال اطلاعات قابل قبول.
‏به علاوه عوامل موثر بر عملکرد صحیح یک سیستم اتوماسیون صنعتی می تواند شامل موارد زیر باشد:
‏۱ – ارزیابی کارایی یک شبکه ارتباطی توسط یکی از روشهای شبیه سازی یا تحلیلی.
‏۲ – مطالعه کارایی شبکه در یک محیط نویزی .( نویز حاصل از روبوتهای جوشکاری و موتورهای بزرگ و غیره )
‏۳ ‏–‏ تنظیم صحیح پارامترهای ارتباطی شبکه . در یک سیستم اتوماسیون صنعتی شبکه ارتباطی یک جز مهم می باشد. زیرا عهده دار تبادل اطلاعات است. بنابراین جهت دست یافتن به مقادیر صحیح بایستی اتصالات ارتباطی بین ایستگاههای مختلف شبکه ارتباطی بدرستی صورت گرفته باشد.
‏۱ ‏–‏ ۲ سطوح سلسله مراتبی سیستم های اتوماسیون صنعتی
‏سیستم های اتوماسیون صنعتی می توانند خیلی مجتمع و پیچیده باشند ولی عموما‏“‏ به سطوح سلسله مراتبی ساختار بند‏ی‏ می شوند. هر سطح شرایط متفاوتی در شبکه ارتباطی دارد . در مثال فوق یک ساختار سلسله مراتبی از یک سیستم اتوماسیون صنعتی نشان داده شده است.
‏۴
‏سطح Element
‏سطح فیزیکی اتوماسیون شامل دستگاها و سنسورهای عمل کننده است که پردازش های فنی را انجام می دهند.
‏سطح فیلد Field Level
‏پایین تری‏ن‏ سطح اتوماسیون سطح Field‏ است که شامل دستگاههای کنترلی مانند ‏ PLC‏ ( Programmable Logic Controller‏) – کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی
PLC‏ و‏ CNC‏ (Computer Numeric Control‏) ‏–‏ ماشینی که بطور خودکار توسط کامپیوتر اجرا می شود.
‏ CNC‏ است. دستگاههای فیلد اصلی معمولا ‏‌‏“‏ طبقه بندی شده اند ,
‏۴
‏‌‏کار دستگاهها در سطح فیلد انتقال اطلاعات بین پروسه تولید محصول و پردازش های فنی است .اطلاعات ممکن است باینری یا آنالوگ باشد .
‏جهت ارتباط سطح فیلد معمولا‏“‏ از کابلهای چند رشته ای موازی و رابطهای سریال استفاده می شود . استانداردهای ارتباطی سریال مانند:RS232C , RS422 ‏ و RS485‏ و نوعهای عمومی دیگر با استاندارد ارتباطی موازی IEEE488‏ با هم استفاده می شود.
‏روشهای ارتباطی ‏ Peer to Peer‏ ‏–‏ مدل شبکه ای که در آن هر ایستگاه به ایستگاه بعدی متصل است و هر ایستگا‏ه‏ خود مستقلا‏“‏ می تواند در نقش یک کنترل کننده ظاهر شود
‏نقطه به نقطه در شبکه ارتباطی از لحاظ قیمت کابل کشی و کیفیت ارتباط مقرون به صرفه بودند. امروزه Field Bus‏ (یک نوع شبکه صنعتی) اغلب برای انتقال اطلاعات در سطح فیلد ‏بکار می رود .از آنجاییکه در یک فرایند اتوماسیونی زمانبندی درخواستها باید بطور دقیق اجرا شود, برنامه های کنترل کننده های این سطح عملیات انتقال چرخشی نیاز دارند که اطلاعات را در فواصل زمانی مشخص انتقال دهند و اطلاعات تعیین شده را برای کم کردن زمان انتقال به قسمتهای کوچکتر تقسیم کنند.
‏سطح Cell‏ (Cell Level)
‏در سطح Cell‏ جریان داده ها اساسا‏“‏ شامل : بارگزاری برنامه ها ‏‚‏ مقادیر و اطلاعات است که در طول فرایند تولید انجام می شود.
‏جهت دستیابی به درخواستهای ارتباطی در این لایه از ‏‌‏شبکه های سرعت بالا استفاده می شود. بعد از تعریف اصطلاحات CIM‏ و Dccs‏ بسیاری از شرکتها قابلیتهای شبکه هایشان را جهت سطحCell ‏ سیستم اتوماسیون افزایش دادند
Ethernet‏ Ethernet‏ ‏–‏ شبکه توپولژی ستاره ای که داده ها باسرعت بالا (مگا بای‏ت‏) ارسال می شوند
‏ همراه با ‏ TCP/IP‏ ‏–‏ پرو توک‏ل‏ کنترلی انتقال/پروتکل اینترنت در TCP‏ داده بصورت بسته در می آید و خطاهای آنها بررسی می شود
TCP/IP‏ بعنوان یک استاندارد واقعی برای این سطح مورد قبول واقع شد هرچند نتوانست یک ارتباط وابسته به زمان ( Real-Time‏ ) را فراهم کند.
‏سطح Area ‏ (Area Level‏)
‏در سطح Area‏ , Cell ‏ ها گروه بندی شده و توسط یک برنامه عملا‏“‏ شبیه سازی و مدیریت می شوند . توسط لایه Area‏ , عملکرد کنترل کننده ها بررسی شده و فرایند و اعمال کنترل کننده ای مانند : تنظیمات تولید ‏‚‏ خاموش و روشن کردن ماشین و فعالیتهای ضروری تولید می شود.
‏سطح Plant ‏ (Plant Level‏)
‏بالاترین سطح یک سیستم اتوماسیون صنعتی است که کنترل کننده آن اطلاعات مدیریتی سطح Area‏ را جمع آوری و کل سیستم اتوماسیون را مدیریت می کند.