О промышленных сетях

Сообщение **rwg** » 20 мар 2017, 08:11

Уважаемые коллеги! Мне задали вопрос и я не смог на него ответить, поэтому переадресую его уважаемому сообществу.
Лет 15 назад в журнале СТА много писали про смерть интерфейсов 4-20мА, HART и Modbus и про последний бой между Profibus и FOUNDATION fieldbus. ИМХО за прошедшие годы положение 4-20мА не изменилось, а Modbus из полумаргинала превратился в основной промышленный стандарт. А как поживают Profibus и FOUNDATION fieldbus, я с ними практически не сталrиваюсь?

Сообщение **Ryzhij** » 20 мар 2017, 09:15

Имхо, ничегошеньки в позиции этих стандартов не изменилось. Если б не природная жадность, то открыв спецификации этих протоколов для производителей из Восточной Азии, родоначальники могли бы рассчитывать на расширение рынка.
Так уже было с материнскими платами ПК и шинами ISA, PCI.
Но "собакам на сене" откровенно лень ;)
Всех всё устраивает и революций не предвидится.

Сообщение **Jackson** » 20 мар 2017, 10:02

Ryzhij писал(а): Так уже было с материнскими платами ПК и шинами ISA, PCI

Ага. Идут годы, а всё та же ISA, всё те же 640 кб стандартной памяти, 360 верхней, и гигабайты расширенной.

rwg писал(а): ИМХО за прошедшие годы положение 4-20мА не изменилось, а Modbus из полумаргинала превратился в основной промышленный стандарт.

Не прислушивайтесь к мнению "экспертов" и всяких журналов. Рассуждайте лучше сами. Любая технология выживает и развивается, если на нее есть спрос.

Цифровым технологиям сложно тягаться с аналоговыми, при чем технология 4-20 мА убила все остальные - 0-10 В, 0-5 мА, 0-20 мА и т.д. Аналоговая технология проста в разработке и эксплуатации, она менее требовательна к квалификации специалистов, а квалификация специалистов весьма ограничена и ее, кстати, трудно оценить лицам, принимающим решение. Проще заложить 4-20 мА и не париться.

RS485 (не важно какой протокол) требует чуть более высокой квалификации разработчика. Во многих организациях с этим нет проблемы, но ведь не заканчивается все на одной разработке. Эксплуатация: как производить диагностику, когда у тебя "цифра не идет", связи нет? Отсутствие заметной разницы в стоимости поворачивает выбор в сторону 4-20 мА. Я думаю, что это критический момент.

Всякие там Profibus и Fieldbus - это все успело устареть, сейчас мир реально переходит от RS485 в сторону Ethernet. И Россия тоже движется туда. Извините, Профинет и Профибас для эксплуатации это как небо и земля. Эксплуатация понимает только Ethernet (если, конечно, она дошла до кондиции). Ethernet не требует специальных переходников и адаптеров.

В случае рассмотрения войны всяких там Profibus / Modbus есть один нюанс: эти протоколы не конкурируют между собой, так как у них разные области применения. Modbus - это для датчиков, Profibus - для более ответственных траффиков.

Но в общем сейчас такая тенденция при новом проектировании:
1) 4-20 мА
2) Ethernet
3) RS485 Modbus - там, где нет места 4-20 мА и Ethernet слишком дорог
4) RS485 Profibus / Fieldbus - для длинных трасс более 100 м, для взрывоопасных производств и т.п.

Если люди уже обучены и в цехе существуют аналогичные АСУТП, то при новом проектировании разработчики могут склоняться к RS485 (Profibus, Modbus и т.д.), но на мой взгляд это неперспективно. Кроме тех узких сфер, где Modbus незаменим.

* Это моя личная попытка обобщения и определения тенденций.

Сообщение **rwg** » 20 мар 2017, 17:53

Михайло писал(а): Всякие там Profibus и Fieldbus - это все успело устареть, сейчас мир реально переходит от RS485 в сторону Ethernet.

Это третья технология, которая 15 лет назад считалась крайне перспективной. И ещё ожидалась повсеместная замена RS485 на CAN.

Михайло писал(а): Технология 4-20 мА убила все остальные - 0-10 В, 0-5 мА, 0-20 мА и т.д.

Я был в этом много лет уверен, но последнее время всё чаще сталкиваюсь с любителями 0-10 Вольт.

Сейчас эта "третья" технология, например, Сименсом принята за основную и почти исключающую все остальное. Не знаю, у этой технологии есть значительные преимущества перед RS485. Спросите наших наладчиков, у нас есть пару объектов с Profibus и множество объектов с Profinet, удобство наладки и обслуживания несравнимы.

Если не ошибаюсь в схемотехнике, сигнал 0-10 В более быстродействующий, нежели 4-20 мА, т.к. в нем нет обратной связи по току. Это единственное преимущество.

Сообщение **rwg** » 20 мар 2017, 20:08

Михайло писал(а): сигнал 0-10 В более быстродействующий, нежели 4-20 мА

Единственное известное мне преимущество 0-10 Вольт - у него ниже себестоимость изготовления. Поэтому менеджеры его рекламируют. А что касается быстродействия, у этих аналоговых интерфейсов есть цифровые аналоги: при одинаковой скорости RS232 - передача напряжения 15В на 15 метров и токовая петля (ИРПС) - передача 4-20 мА на несколько километров.

Сообщение **Ryzhij** » 20 мар 2017, 20:10

Михайло писал(а):Если не ошибаюсь в схемотехнике, сигнал 0-10 В более быстродействующий, нежели 4-20 мА, т.к. в нем нет обратной связи по току. Это единственное преимущество.

Ошибаетесь. Даже исторически ИМС ЭСЛ были самыми быстрыми, при том самыми прожорливыми.

rwg писал(а): Единственное известное мне преимущество 0-10 Вольт - у него ниже себестоимость изготовления. Поэтому менеджеры его рекламируют.

В чем разница себестоимости? В пайке готовой микросхемы? Вряд ли.

Ryzhij писал(а): ИМС ЭСЛ

Расшифруйте, не понимаю.

Сообщение **Ryzhij** » 20 мар 2017, 20:54

Интегральные микросхемы эмиттерно-связанной логики.
Там сплошные связи по току.

Сообщение **rwg** » 20 мар 2017, 21:00

Михайло писал(а): В чем разница себестоимости?

Чтобы из произвольного напряжения сделать ток 4-20мА, нужна микросхема ценой от 4 до 15$, а чтобы сделать 0-10В - можно уложиться в 1$. Плюс электроника токового датчика должна потреблять не более 4мА, а это тоже стоит денег.

Сообщение **Ryzhij** » 20 мар 2017, 21:05

rwg писал(а): Плюс электроника токового датчика должна потреблять не более 4мА, а это тоже стоит денег.

Это справедливо только для токовых датчиков с двупроводной схемой включения. А таких схем включения у датчиков с вольтовым выходом вообще не бывает

rwg писал(а): Чтобы из произвольного напряжения сделать ток 4-20мА, нужна микросхема ценой от 4 до 15$, а чтобы сделать 0-10В - можно уложиться в 1$.

Ну о чем я и говорил, нет никакой разницы.

Сообщение **Jackson** » 21 мар 2017, 17:29

По-моему прекрасно применяется и 4-20 мА и 0-20 и вольтовые сигналы. Время идёт - не вижу изменений. Причём вопреки помехонезащищённости вольтовых сигналов по сравнению с токовыми, эти вольтовые сигналы кидаются на сотни метров шлейфами через кучу устройств, еще и с релейной коммутацией по пути - и всё прекрасно работает в промышленных условиях. У нас.

Михайло писал(а): Ну о чем я и говорил, нет никакой разницы.

Ну да, разница на компонент от 4 до 15 раз - это ведь одно и то же.

Отправлено спустя 6 минут 36 секунд:

Ryzhij писал(а): Это справедливо только для токовых датчиков с двупроводной схемой включения. А таких схем включения у датчиков с вольтовым выходом вообще не бывает

Зато бывают активные датчики с токовым выходом, не имеющие питания (с питанием от преобразуемого сигнала) - и там это оооочень актуально: чем меньше кушает датчик - тем выше класс точности. И они, как правило, с токовым выходом, потому как в таких схемах ток стабилизировать проще чем напряжение, а 20мА превратить в 10В юзер может и сам при помощи резистора.

Фактически же:
1. Цена датчиков с выходами 4-20 мА и 0-10 В не отличается. Измерители же имеют универсальный вход запросто, т.к. цена микросхемы не так значительна, как сужение номенклатуры.
2. 0-20 мА сейчас трудно найти в продаже, 0-5 мА уже не встретишь и с огнем.

Сообщение **Jackson** » 21 мар 2017, 19:43

Михайло писал(а): Цена датчиков с выходами 4-20 мА и 0-10 В не отличается.

Смотря каких датчиков и для кого не отличается

Михайло писал(а): 0-20 мА сейчас трудно найти в продаже

Опять же, смотря чего датчики. И потом, 0-20 мА отличаются от 0-10 В всего лишь отсутствием резистора 500 Ом. Схемотехнически то же самое, а потребляют 10-вольтовые выходы меньше. И местами применяются как и применялись сигналы +-5В, +-10В, +-20мА, за десятилетия на моей памяти ничего не поменялось.

Сообщение **Serex** » 18 апр 2017, 09:55

Михайло писал(а): 4) RS485 Profibus / Fieldbus - для длинных трасс более 100 м, для взрывоопасных производств и т.п.

Если о современном тренде говорить, то оптика вам в руки. RS485 в оптику, Ethernet в оптику - как пожелаешь. Причем Ethernet в оптику даже дешевле пожалуй будет. Кабели питания только еще в оптику не умеют конвертировать - недотепы ))

Serex, с возвращением!

Сообщение **Serex** » 18 апр 2017, 16:07

Спасибо :)

Сообщение **Jackson** » 19 апр 2017, 17:55

Serex писал(а): Если о современном тренде говорить, то оптика вам в руки. RS485 в оптику, Ethernet в оптику

Ну да, это пока не отъехали от более-менее крупного и живого райцентра дальше чем на 200 километров. А там где дальше - умучаются за специнструментом мотаться, в то время как для монтажа и тестирования RS485 нужна только отвёртка.

Страна у нас большая очень. Геопозиция сильно влияет на технологии.

Сообщение **rwg** » 19 апр 2017, 18:56

Serex писал(а):Если о современном тренде говорить, то оптика вам в руки. RS485 в оптику, Ethernet в оптику - как пожелаешь. Причем Ethernet в оптику даже дешевле пожалуй будет. Кабели питания только еще в оптику не умеют конвертировать - недотепы ))

Пока ни разу не встречал устройств полевого уровня с этими интерфейсами. Разные беспроводники попадались, а оптику не встречал.

Сообщение **Serex** » 19 апр 2017, 22:00

rwg писал(а): Пока ни разу не встречал устройств полевого уровня с этими интерфейсами. Разные беспроводники попадались, а оптику не встречал.

Датчики с выходом на оптоволокно - да, тоже не встречал. Оптоволокно, как чувствительный элемент датчика - да.
и думаю это все из-за того, что основные плюсы оптоволокна в расстоянии. Редко такое требуется от полевых устройств.

Хотя... у нас вот такие стоят. Частотники с оптоволокном - считается?
Еще робот есть, у него модули обработки движения тоже между собой оптоволокном соединены.

TEB писал(а): Ну да, это пока не отъехали от более-менее крупного и живого райцентра дальше чем на 200 километров. А там где дальше - умучаются за специнструментом мотаться, в то время как для монтажа и тестирования RS485 нужна только отвёртка.

Да там не так и сложно, если только наконечники обжимать. А чаще всего именно они и ломаются. И еще прибор, чтобы ослабление сигнала мерять - но это по умному. Тот же RS-485: еще поищи того, что осциллографом померяет ))
Сложности начинаются со всякими многожильными (многомодовыми) оптокабелями, сваркой, если длину наращивать.
А проще всего, сразу готовые патчкорды оптические покупать.

В зависимости от кабеля работать может быть легче или сложнее. Но в целом это три простых шага
1. Аккуратно зачистить
2. Отрезать (сколоть) само волокно
3. Собрать наконечник.

P.S. К нашим оптоволоконным датчикам в комплекте сразу скалыватель идет. А волокно для них даже зачищать не надо.

Сообщение **VADR** » 20 апр 2017, 00:45

Serex писал(а): Сложности начинаются со всякими многожильными (многомодовыми) оптокабелями, сваркой, если длину наращивать.

1. Многожильные и многомодовые кабели - не есть одно и то же. "Одномодовое" и "многомодовое" - характеристики волокна, а не количество волокон в кабеле.
2. Как раз чаще всего оптику используют на больших расстояниях, для перехода из здания в здание (чтобы с уравниванием потенциалов не колдовать), и в таком применении я не очень представляю готовый оптический патчкорд. Обычно идёт прокладка кабеля, разделка его на боксы, распайка (нужен специальный прибор и инструменты) и тестирование (тоже специальный прибор) с оформлением паспорта. А патчкорды - уже от боксов до конечных устройств. Они обычно заказываются стандартных длин и имеются в запасе. Сломался - никто не чинит, достают новый.

Сообщение **Serex** » 20 апр 2017, 01:18

1. Эх... учу матчасть. Почему-то думал, что моды - это отдельный канал передачи.
Это наверное из-за того, что в многомодовом несколько сигналов можно передать, частотное мультиплексирование.

2. Для автоматизации как раз не нужно много много жил. Как правило это свитчи заколцевать и все. А то и просто бросить два волокна (Ethernet) для связи с удаленной точкой. А соответственно и колдовать с патчпанелями, боксами, сваркой не нужно. Оконцевать и в свитч воткнуть.

Сообщение **VADR** » 20 апр 2017, 01:39

Serex писал(а): Это наверное из-за того, что в многомодовом несколько сигналов можно передать, частотное мультиплексирование.

Нет, не из-за того. Расписывать всё не буду - в интернете информации полно. Вообще говоря, сейчас уже почти не осталось преимуществ многомода перед одномодом. Раньше он был банально дешевле, теперь уже почти наоборот: активка всё ещё дешевле многомодовая, а вот кабель - уже одномодовый.