Это всемирно принятый промышленный сетевой стандарт (IEC 61158), который был изначально спроектирован для удовлетворения требований к промышленным сетям с высокой пропускной способностью, работающим в режиме реального времени. Ключевой особенностью ControlNet является детерминизм, периодическая передача критически важных данных по управлению, и в тоже время, поддержка передачи данных с нестрогими требованиями по времени передачи по единой физической линии связи. Приложения с нестрогим временным режимом, такие как загрузка программ, могут выполняться через ControlNet без негативных воздействий на работу сети в режиме реального времени.
ControlNet использует крайне эффективную модель Поставщик/Потребитель (Producer/Consumer) для сетевого доступа. Узлы, имеющие данные для их передачи, создают пакет данных с сетевым идентификатором данных. Затем все узлы, подключенные к сети получают этот пакет данных и определяют – на основе идентификатора данных – сконфигурированы ли они на дальнейшую обработку данных. Это позволяет различным узлам получать один созданный пакет данных с одного узла без необходимости многократной передачи – эта возможность относится к групповой передаче данных.
ControlNet прекрасно подходит для работы в качестве базовой (магистральной) сети как для управления данными ввода/вывода, так и для обмена информационными сообщениями. Она поддерживает возможность использования коаксиального кабеля RG6 и оптоволокна (двухточечная и кольцевая сеть), линий передач IP67, возможность резервирования линии передачи, возможность использования взрывобезопасного оборудования и продуктов, которые обеспечивают резервирование процессора.
ControlNet использует Стандартный Промышленный Протокол (Common Industrial Protocol – CIP), который является таким же протоколом уровня приложений, используемым для сетей DeviceNet и EtherNet/IP. CIP предоставляет общий уровень приложений, который является независимым от физической среды передачи данных, и позволяет осуществлять прямую маршрутизацию сообщений CIP из ControlNet в сети EtherNet/IP или DeviceNet. Это одно из основных преимуществ использования ControlNet в открытой сетевой архитектуре NetLinx. CIP позволяет как управлять вводом/выводом, так и осуществлять обмен информационными сообщениями по одной линии связи.
Некоторые типовые открытые сетевые архитектуры NetLinx с ControlNet включают:
- ControlNet в качестве одиночной сети для управления вводом/выводом, равноправного обмена сообщениями между контроллерами и информационного обмена.
- ControlNet в качестве базовой сети для управления вводом/выводом, равноправного обмена сообщениями между контроллерами и информационного обмена с мостовым соединением с DeviceNet. ControlNet также может быть использована для мостового соединения с устройством, находящимся в сети DeviceNet.
- EtherNet/IP в качестве базовой сети для обмена информацией (например, между интерфейсами оператора и ПК) и для мостового соединения с ControlNet. ControlNet используется для управления вводом/выводом и мостового соединения с устройствами, находящимися в DeviceNet.
Нет. Сеть EtherNet/IP предоставляет нашим клиентам иные возможности для сетей управления. Сеть EtherNet/IP дополняет совершенное решение по управлению от Rockwell Automation, удовлетворяя потребности клиента, которые не ограничиваются нашими существующими архитектурами ControlNet и DeviceNet. С введением сетевых решений EtherNet/IP, наши клиенты теперь имеют свободу в выборе решения по управлению, которое удовлетворяет любые их потребности.
В общем случае вы можете следовать этим инструкциям для выбора сети:
- Если приложение требует быстрого, детерминированного и повторяемого с высокой точностью обновления информации ввода/вывода, резервирования устройств и среды передачи информации, и/или установки в опасных условиях, рекомендуется использовать сеть ControlNet.
- Если приложение может быть адаптировано к недетерминированному обновлению информации ввода/вывода; содержит много узлов с большим объемом информации для обмена между узлами; если пользователю требуется наличие возможности использовать накопленные сведения по его предприятию, и его устраивает инфраструктура средств передачи информации Ethernet (активные компоненты, звездообразная конфигурация, настройка адресов и т.д.), рекомендуется использовать сеть EtherNet/IP.
Если приложение требует сочетания вышеперечисленных возможностей, в этом случае рекомендуется использовать комбинированную сеть ControlNet и EtherNet/IP.
ControlNet International (CI) – это независимая организация, которая регулирует технические спецификации ControlNet.
CI обеспечивает непрерывный рост использования ControlNet посредством:
- Разработки тестового программного обеспечения
- Обеспечения независимого испытания на соответствие стандартам
- Издания каталога продуктов ControlNet
- Спонсорской поддержке обучения для разработки и внедрения ControlNet
- Поддержки постоянного улучшения технологии благодаря организации специальных групп (SIGs) для разработки профилей устройств для отдельных классов продуктов.
Участниками организации могут быть компании конечного пользования, компании-поставщики или частные лица, которые хотят использовать, продвигать или улучшать сети ControlNet. Организация ControlNet International в сотрудничестве с Ассоциацией Изготовителей Устройств для Открытых Систем (Open DeviceNet Vendor Association – ODVA) также регулируют технические спецификации EtherNet/IP.
- Пропускная способность для ввода/вывода, блокировка в режиме реального времени, равноправный обмен сообщениями, а также программирование – все это в едином канале связи.
- Детерминированная работа с высокой по точности повторяемостью, как для дискретных, так и для процессных приложений
- Управление вводом/выводом различными контроллерами по единому каналу связи
- Групповая передача данных ввода, а также групповая передача данных между равноправными устройствами
- Взрывобезопасность и возможность резервирования линии передачи данных
- Простая инсталляция, не требующая специальных средств для установки или тонкой настройки сети
- Возможность доступа к сети с любого узла
- Гибкость в выборе топологии (магистральная, древовидная, звездообразная) и типа передающей среды (коаксиальный кабель, оптоволокно и др.)
Сети ControlNet прекрасно подходят для промышленных приложений, которые требуют быстрого времени отклика, высокую степень детерминизма и передачи большого объема данных. Если необходима архитектура с одиночной сетью, тогда ControlNet способна управлять всем приложением целиком благодаря широкому спектру предлагаемых продуктов ControlNet, включая интерфейсы оператора, процессоры, устройства удаленного ввода/вывода и многое другое. Приложения, которые требуют минимального простоя оборудования хорошо подходят для применения сети ControlNet благодаря ее пассивной среде передачи информации (без единого отказа), а также быстрой и простой замене отказавшего устройства (коммутаторы узловых адресов).
За более подробной информацией по спецификациям и обучению ControlNet, обращайтесь к ControlNet International на https://www.controlnet.org/.
Rockwell Automation широчайший спектр продуктов включая:
- контроллерры: ControlNet PLC-5, ControlLogix, FlexLogix, SoftLogix, DriveLogix
- I/O (1756, 1794, 1797, 1771, 1747)
- драйверы (PowerFlex, 1336, 1395, и т.д.)
- от интерфейсов операторов до контроллеров ввода/вывода
- интерфейсные платы персональных компьютеров (PCMCIA, PCI)
- программное обеспечение (RSLinx, RSNetWorx для ControlNet)
- носители данных, сетевые коннекторы, репитеры
Будущие продукты ControlNet будут включать:
- Поддержку дополнительных платформ ввода/вывода (1734, 1769, и т.д.)
- Улучшенные интерфейсные платы ПК (драйверы CE, сканнерные карты, и т.д.)
- Программное обеспечение (RSNetWorx MD для ControlNet, и т.д.)
- Дополнительные выбор носителей данных (коннекторы типа IP67, волоконные кольцевые репитеры, и т.д.)
- Посетите Библиотеку Литературы для просмотра списка компонентов ControlNet (ControlNet Component List), который включает все возможные продукты ControlNet, продаваемые Rockwell Automation.
ControlNet-совместимость обеспечивается благодаря техническим спецификациям ControlNet, устанавливаемых ControlNet International. Смотрите пометку на продукте о прохождении проверки на ControlNet-совместимость (ControlNet Conformance Tested), которая выполняется независимо лабораторией CI.
Средство RSNetWorx для конфигурирования ControlNet производства Rockwell Automation поддерживает сканнеры и устройства ввода/вывода других производителей. Другое программное обеспечение Rockwell Automation для конфигурирования процессоров, такое как RSLogix 5000 поддерживает конфигурирование процессоров и соответствующих устройств ControlNet.
Существует много различных магистральных сетей, основанных на различных технологиях и предлагающих различные функциональные возможности, что делает простое сравнение затрат довольно сложной задачей. Для того, чтобы свести полную стоимость владения к минимуму, ControlNet использует широкодоступные среды передачи информации (например, коаксиальный кабель RG6), а также защелкивающиеся или завинчивающиеся разъемы для минимизации стоимости сетевой системы. ControlNet обычно используется с линией передачи информации на основе коаксиального кабеля с линейной конфигурацией шины, которая не требует использования централизованных коммутаторов или концентраторов. ControlNet поддерживает быструю и простую замену отказавшего устройства, используя коммутаторы сетевых адресов, а также предоставляет резервные средства хранения сетевой конфигурации для минимизации времени простоя. Огромный парк установленного оборудования ControlNet гарантирует глобальную поддержку и работоспособность продуктов.
CIP означает Стандартный Промышленный Протокол (Common Industrial Protocol). CIP – это открытый протокол управления в настоящее время используемый в сетях EtherNet/IP, DeviceNet и ControlNet. CIP является протокольно-независимым, что означает, что он может быть использован в различных сетях. CIP – это общий протокол уровня приложений, который позволяет напрямую переправлять сообщения из EtherNet/IP в ControlNet и DeviceNet.
Используйте следующие издания, имеющиеся в Библиотеке Литературы:
- Комплект для монтажа и планирования сети ControlNet на основе коаксиального кабеля (ControlNet Coax Media Planning and Installation Kit)
- Руководство по установке и планированию сети ControlNet на основе оптоволоконного кабеля (ControlNet Fiber Planning and Installation Manual)
- Сетевая система ControlNet EX на основе коаксиального кабеля (ControlNet EX Coax Media System)
- Список компонентов сетевой системы ControlNet (ControlNet Media System Components List)
Для создания перечня материалов для сети ControlNet используйте:
- Программное обеспечение “Компоновщик Интегрированной Архитектуры” (Integrated Architecture Builder – IAB).
Для того чтобы проверить правильность установки сети ControlNet, Rockwell Automation предоставляет следующие средства диагностики сети:
- Устройство проверки линий передачи информации – Media Checker (1788-MCHKR)
- Устройство проверки сети ControlNet – ControlNet Net Checker (1788-CNCHKR)
Дополнительную клиентскую информацию по продуктам и установке вы можете найти в информационной базе на https://www.support.rockwellautomation.com. Эта база данных содержит технические заметки и часто задаваемые вопросы, базирующиеся на всемирном опыте использования. Для просмотра тематических разделов по ControlNet, задайте в строке поиска "cnet". Ниже представлен пример одного из документов, которые вы можете найти в этой базе данных:
- G20245: PLC-5C15 Информационное руководство пользователя ControlNet – введение в ControlNet (G20245: PLC-5C15 ControlNet Informational Guide — Introduction to ControlNet).
Для конфигурирования сети ControlNet требуется программное обеспечение RSNetWorx для ControlNet. Существует две основных функциональных возможности данного программного средства:
- Планирование графика пересылки данных ввода/вывода в режиме реального времени с жестким временным режимом для того, чтобы обеспечить достаточную пропускную способность сети для осуществления управления. Этот механизм планирования описывает способ обеспечения детерминированного, повторяемого с высокой точностью функционирования сети ControlNet
- Конфигурирование сетевых параметров, таких как время обновления данных в сети (Network Update Time), характеристики схемы сети и максимальное количество узлов.
RSNetWorx для ControlNet поддерживает как устройства Rockwell Automation, так и устройства других производителей благодаря использованию электронных спецификаций (Electronic Data Sheets – EDS).
Коаксиальный кабель (четырехжильный, экранированный кабель RG6 с малыми потерями) является основной передающей средой, используемой для ControlNet с расстоянием в отдельном сегменте до 1000 м. Коаксиальный кабель используется в качестве главной линии связи с пассивными коннекторами, используемыми для подключения каждого узла к главной линии связи. Коаксиальные репитеры могут быть использованы вместе с сегментами сети для увеличения максимального протяженности линии связи ControlNet. (Линия связи – это единая сеть ControlNet, которая может состоять из множества сегментов).
Для больших расстояний или для выделенных линий, имеются оптоволоконные репитеры, с помощью которых можно увеличить протяженность сети до 20 км. С использованием оптоволоконного кабеля, также возможно использовать звездообразную или кольцевую топологию. Коаксиальные и оптоволоконные репитеры могут быть использованы в одной линии связи ControlNet.
ControlNet является сетью 5Mbps. Благодаря способности планировать график обмена данных с жестким временным режимом, максимальное полезное быстродействие сети приближается к 5Mbps. Кроме того, использование преимущества групповой передачи данных, предоставляемой моделью поставщик/потребитель, существенно повышает реальную производительность сети.
Примечание: При определении ослабления сигнала в коаксиальном кабеле сети ControlNet, необходимо использовать частоту 10 МГц.
Максимальное количество узлов, которые вы можете подключить к одной линии связи ControlNet равно 99.
Максимально возможное количество узлов для сегмента на основе только коаксиального кабеля (т.е. без репитеров) равно 48. С 48 узлами, максимальная протяженность сегмента составляет 250 метров. Каждый дополнительный узел требует размещение коннектора, что уменьшает максимальную протяженность сегмента. Для достижения максимума в 99 узлов (и максимальной протяженности в 20 км), требуется соединение сегментов с использованием репитеров.
Rockwell Automation поддерживает два метода резервирования среды передачи информации:
- Для первого метода предлагается использование продуктов, которые поддерживают две независимые коаксиальные кабельные системы. Например, продукт 1756-CNBR (мостовой модуль ControlLogix ControlNet Bridge Module с резервной линией) имеет два разъема BNC, один для Канала A (подключенный к кабелю линии связи A) и второй для Канала B (подключенный к кабелю линии связи B). Сбой в каком либо из каналов (разрыв кабеля или коннектора) приведет к мягкой передаче работы сети на другой канал. При такой компоновке, топология сети представляет собой два параллельных линейных сегмента. В качестве передающей среды может быть использован как коаксиальный, так и оптоволоконный кабель.
- Для второго метода предлагается создание кольцевой топологии сети на основе оптоволоконного кабеля с использованием репитеров – каталожный номер 1786-RPA, используемых вместе с 1786-RPFRL, либо 1786-RPFLXL. Кольцевая топология обеспечивает резервирование линии связи между соединенными устройствами. Оптоволоконные репитеры для кольцевой топологии предоставляют недорогой вариант резервирования линии связи, но обеспечивают резервирование только для оптоволоконного кабеля, и не обеспечивают для коаксиальной линии, подключенной к адаптерам 1786-RPA. Кольцевая топология не может быть использована вместе с резервированием линейной линии связи в одном сегменте. Например, вы не можете использовать оптоволоконное кольцо на Канале A и оптоволоконное кольцо на Канале B используя 1756-CNBR.
Да, ControlNet поддерживает взрывобезопасную работу приложений с использованием оптоволоконных репитеров для мостового соединения между взрывоопасными и взрывобезопасными производственными участками. 1786-RPFM должны использоваться в безопасных условиях, а 1787-RPFM в опасной зоне для обеспечения требуемой изоляции.
Более того, семейство продуктов FLEX I/O предлагает полную линейку взрывобезопасных адаптеров и модулей ввода/вывода (серии 1797) для размещения на опасных участках. Для более детальной информации, пожалуйста, смотрите “Описание продукта FLEX I/O” (FLEX I/O Product Profile).
