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 (CIM) و سيستمهاي 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.