تحقیق اتوماسيون صنعتي و شبكه هاي ارتباطي 37 ص

دسته بندي : دانش آموزی و دانشجویی » دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 34 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏2
‏اتوماسيون صنعتي و شبكه هاي ارتباطي
‏خلاصه
‏پيشرفت فن آوري اينترنت و شبكه هاي ارتباطي در دهه هاي اخير ايجاب مي نمايد تا به لزوم بكارگيري شبكه هاي ارتباطي در صنعت و در اين راستا شبكه اي كردن دستگاهها و سنسورهاي صنعتي بپردازيم.
‏در اين مقاله نگاهي اجمالي به اتوماسيون صنعتي و نقش شبكه هاي ارتباطي در توسعه صنعت داريم . در ابتدا با بيان تاريخچه اتوماسيون صنعتي , به ذكر اطلاعات پايه اعم از سطوح سلسله مراتبي اتوماسيون صنعتي و پروتكل MAP‏ ( پروتكل اتوماسيون صنعتي) مي پردازيم.
‏ در ادامه ملزومات اساسي طراحي و ارتباطات قسمتهاي مختلف يك شبكه صنعتي شرح داده مي شود و با اشاره به توسعه شبكه هاي ارتباطي به نقش ارزنده اتصال دستگاهها و سنسورها در دنياي صنعت مي پردازد .
‏ انواع شبكه هاي صنعتي با ذكر محاسن و معاي‏ب‏ هر يك بررسي شده و نشان مي دهد كه چگونه مي توانيم شبكه هاي سرعت بالا مانند Ethernet‏ را با شبكه هاي سطح پايين تر (‏‌‏مانند : Fieldbus‏) جهت افزايش كارايي تركيب نمود و همچني‏ن‏ اهميت استفاده از پردازنده ها و رابطهاي كامپيوتري در مديريت هرچه بيشتر اطلاعات تبادلي و chip‏ هاي از قب‏ل‏ برنامه ريزي شده (‏‌Asic‏) شرح داده مي شود. در پايان با بيان پيشنهادهايي جهت طراحي يك شبكه ارتباطي در صنعت به كار خود خاتمه مي دهد.
‏فصل 1 ‏–‏ شبكه هاي صنعتي
‏مقدمه
‏هنگاميكه در دهه شصت تكنولوژي هاي اتوماسيون ديجيتال در دسترس قرار گرفت از آنها جهت بهبود و توسعه سيستمهاي اتوماسيون صنعتي استفاده شد . مفاهيمي مانند : صنايع خودكار
‏2
‏ CIM‏ (Manufacturing‏ Computer Integrated ‏) ‏–‏ صنعت مجتمع خودكار
(CIM)‏ و سيستمهاي كنترلي خودكار توزيعي ‏ DCCS‏ ( Distribute Computer Control System‏) - سيستم كنترلي خودكار توزيعي
(DCCS)‏, در زمينه اتوماسيون صنعتي معرفي گرديد و كاربرد شبكه هاي ارتباطي تقريبا‏“‌‏ رشد قابل توجهي نمود.
‏كاربرد سيستمهاي اتوماسيون صنعتي گسترش پيدا كرد بطوري كه تعدادي از مدلهاي ديجيتالي آن براي شبكه هاي ارتباطي جهت جمع آوري اطلاعات و عمليات كنترلي سطح پائين (سطح دستگاهاي عمل كننده) با هم در ارتباط بودند.
‏در يك سيستم مدرن اتوماسيون صنعتي ,‏‌‏ ارتباط داده ها بين هر يك از دستگاههاي اتوماسيون نقش مهمي ايفا مي كند , هدف از استانداردهاي بين اللملي برقراري ارتباط بين همه دستگاههاي مختلف اتوماسيون است. از اين رو كوششهائي جهت استانداردسازي بين المللي در زمينه شبكه ها صورت گرفت كه دستاورد مهم آن پروتكل اتوماسيون صنعتي (MAP‏) در راستاي سازگاري سيستم هاي ارتباطي بود. پروتكل MAP‏ جهت غلبه بر مشكلات ارتباطي بين دستگاههاي مختلف اتوماسيون گسترش پيدا كرد و بعنوان يك استاندارد صنعتي جهت ارتباطات داده اي در كارخانه ها پذيرفته شد .
‏عملكرد و قابليت اطمينان يك سيستم اتوماسيون صنعتي در حقيقت به شبكه ارتباطي آن بستگي دارد .
‏در يك شبكه ارتباطي اتوماسيون صنعتي ,‏‌‏ بهبود عملكرد شبكه وقابليت اطمينان آن و استاندارد بودن ارتباطات با توجه به اندازه سيستم و افزايش حجم اطلاعات تعيين مي گردد.
‏يك شبكه ارتباطي جهت يك سيستم اتوماسيون صنعتي بايد داراي شرايط زير باشد :
‏1 - قابل استفاده بودن شبكه 2 - ‏‌‏ توان عملياتي مناسب شبكه 3- ‏‌‏ميانگين تاخير انتقال اطلاعات قابل قبول.
‏به علاوه عوامل موثر بر عملكرد صحيح يك سيستم اتوماسيون صنعتي مي تواند شامل موارد زير باشد:
‏1 - ارزيابي كارايي يك شبكه ارتباطي توسط يكي از روشهاي شبيه سازي يا تحليلي.
‏2 - مطالعه كارايي شبكه در يك محيط نويزي .( نويز حاصل از روبوتهاي جوشكاري و موتورهاي بزرگ و غيره )
‏3 ‏–‏ تنظيم صحيح پارامترهاي ارتباطي شبكه . در يك سيستم اتوماسيون صنعتي شبكه ارتباطي يك جز مهم مي باشد. زيرا عهده دار تبادل اطلاعات است. بنابراين جهت دست يافتن به مقادير صحيح بايستي اتصالات ارتباطي بين ايستگاههاي مختلف شبكه ارتباطي بدرستي صورت گرفته باشد.
‏1 ‏–‏ 2 سطوح سلسله مراتبي سيستم هاي اتوماسيون صنعتي
‏سيستم هاي اتوماسيون صنعتي مي توانند خيلي مجتمع و پيچيده باشند ولي عموما‏“‏ به سطوح سلسله مراتبي ساختار بند‏ي‏ مي شوند. هر سطح شرايط متفاوتي در شبكه ارتباطي دارد . در مثال فوق يك ساختار سلسله مراتبي از يك سيستم اتوماسيون صنعتي نشان داده شده است.
‏4
‏سطح Element
‏سطح فيزيكي اتوماسيون شامل دستگاها و سنسورهاي عمل كننده است كه پردازش هاي فني را انجام مي دهند.
‏سطح فيلد Field Level
‏پايين تري‏ن‏ سطح اتوماسيون سطح Field‏ است كه شامل دستگاههاي كنترلي مانند ‏ PLC‏ ( Programmable Logic Controller‏) - كنترل كننده منطقي قابل برنامه ريزي
PLC‏ و‏ CNC‏ (Computer Numeric Control‏) ‏–‏ ماشيني كه بطور خودكار توسط كامپيوتر اجرا مي شود.
‏ CNC‏ است. دستگاههاي فيلد اصلي معمولا ‏‌‏“‏ طبقه بندي شده اند ,
‏4
‏‌‏كار دستگاهها در سطح فيلد انتقال اطلاعات بين پروسه توليد محصول و پردازش هاي فني است .اطلاعات ممكن است باينري يا آنالوگ باشد .
‏جهت ارتباط سطح فيلد معمولا‏“‏ از كابلهاي چند رشته اي موازي و رابطهاي سريال استفاده مي شود . استانداردهاي ارتباطي سريال مانند:RS232C , RS422 ‏ و RS485‏ و نوعهاي عمومي ديگر با استاندارد ارتباطي موازي IEEE488‏ با هم استفاده مي شود.
‏روشهاي ارتباطي ‏ Peer to Peer‏ ‏–‏ مدل شبكه اي كه در آن هر ايستگاه به ايستگاه بعدي متصل است و هر ايستگا‏ه‏ خود مستقلا‏“‏ مي تواند در نقش يك كنترل كننده ظاهر شود
‏نقطه به نقطه در شبكه ارتباطي از لحاظ قيمت كابل كشي و كيفيت ارتباط مقرون به صرفه بودند. امروزه Field Bus‏ (يك نوع شبكه صنعتي) اغلب براي انتقال اطلاعات در سطح فيلد ‏بكار مي رود .از آنجاييكه در يك فرايند اتوماسيوني زمانبندي درخواستها بايد بطور دقيق اجرا شود, برنامه هاي كنترل كننده هاي اين سطح عمليات انتقال چرخشي نياز دارند كه اطلاعات را در فواصل زماني مشخص انتقال دهند و اطلاعات تعيين شده را براي كم كردن زمان انتقال به قسمتهاي كوچكتر تقسيم كنند.
‏سطح Cell‏ (Cell Level)
‏در سطح Cell‏ جريان داده ها اساسا‏“‏ شامل : بارگزاري برنامه ها ‏‚‏ مقادير و اطلاعات است كه در طول فرايند توليد انجام مي شود.
‏جهت دستيابي به درخواستهاي ارتباطي در اين لايه از ‏‌‏شبكه هاي سرعت بالا استفاده مي شود. بعد از تعريف اصطلاحات CIM‏ و Dccs‏ بسياري از شركتها قابليتهاي شبكه هايشان را جهت سطحCell ‏ سيستم اتوماسيون افزايش دادند
Ethernet‏ Ethernet‏ ‏–‏ شبكه توپولژي ستاره اي كه داده ها باسرعت بالا (مگا باي‏ت‏) ارسال مي شوند
‏ همراه با ‏ TCP/IP‏ ‏–‏ پرو توك‏ل‏ كنترلي انتقال/پروتكل اينترنت در TCP‏ داده بصورت بسته در مي آيد و خطاهاي آنها بررسي مي شود
TCP/IP‏ بعنوان يك استاندارد واقعي براي اين سطح مورد قبول واقع شد هرچند نتوانست يك ارتباط وابسته به زمان ( Real-Time‏ ) را فراهم كند.
‏سطح Area ‏ (Area Level‏)
‏در سطح Area‏ , Cell ‏ ها گروه بندي شده و توسط يك برنامه عملا‏“‏ شبيه سازي و مديريت مي شوند . توسط لايه Area‏ , عملكرد كنترل كننده ها بررسي شده و فرايند و اعمال كنترل كننده اي مانند : تنظيمات توليد ‏‚‏ خاموش و روشن كردن ماشين و فعاليتهاي ضروري توليد مي شود.
‏سطح Plant ‏ (Plant Level‏)
‏بالاترين سطح يك سيستم اتوماسيون صنعتي است كه كنترل كننده آن اطلاعات مديريتي سطح Area‏ را جمع آوري و كل سيستم اتوماسيون را مديريت مي كند.