Ethernetbaserad fältbusskommunikation inom processindustrin

Sammanfattning: Inom processindustrin får fältbussar en allt viktigare funktion. Moderna distribuerade styrsystem kopplas ihop med avancerade ändnoder såsom smarta ställverk och frekvensomriktare, som i många fall har egna inbyggda styrsystem. Detta ställer höga krav på säker och tillförlitlig datakommunikation inom en processindustri. Idag används till största del två sorters fältbussteknologier: Seriell kommunikation via RS-485 samt paketbaserad kommunikation baserad på IEEE 802.3, även mer känt som Ethernet. Seriella fältbussar dominerar marknaden än idag trots att det är en föråldrad teknologi jämfört med Ethernet. Anledningarna till detta är flera: Då seriella fältbussar har varit i drift inom processindustrin i över 25 år så är det beprövat och kompetensen att underhålla och felsöka systemet finns ofta ute på industrierna. Driftsäkerhet prioriteras högt och tröskeln att gå över till ett nytt system är hög. En annan anledning är att processerna som styrs generellt sett är långsamma, oftast räcker cykeltider på 1s, samt att datamängden som överförs är relativt liten, så den långsammare transmissionshastigheten i en seriell fältbuss har inte utgjort någon begränsning. Ethernetbaserade fältbussar besitter dock intressanta fördelar över seriella men har även begränsningar som måste beaktas. I början på denna uppsatsundersöks en processindustris generella krav på en fältbuss. Därefter studeras för- och nackdelar med ethernetbaserade fältbussar samt det undersöktes om ett av de protokoll som används för fältbusskommunikation över ethernet, Profinet IO, levt upp till de krav som ställts. En fördel som framkommit med ethernetbaserade fältbussar är att det går att upprätta väldigt robusta nätverk med de protokoll som finns att tillgå. En nackdel är svårbestämd fördröjningstid på grund av best effortprincipen i paketförmedlade nätverk. Profinet IO löser detta genom synkron dataöverföring direkt ut på länklagret.Avslutningsvis så genomfördes ett praktiskt upprättande av en ethernetbaserad fältbuss där ett styrsystem kommunicerar med en frekvensomriktare över ett redundant ringnätverk.