بررسی و امکان سنجی استفاده از شبکه های صنعتی انتقال داده در واحد شناور

چکیده

 

در این پایان نامه به بررسی ساختاری شبکه های صنعتی و پروتکل های موجود در ان پرداخته شده است. در ابتدا به بررسی شبکه صنعتی از قبیل مد باس، فیلد باس و …  پرداخته شد و روند کار هر کدام از این پروتکل ها مورد بررسی قرار گرفت. سپس به برررسی عملکرد هر کدام از این پروتکل ها بر روی واحد های شناور پرداختیم.

تاثیر وجود این پروتکل ها به عنوان جز جدایی ناپذیر موجود در این سیستم ها که باعث بهبود عملکرد هر کدام از این سیستم ها شده است بیانگر تاثیر بالای این پروتکل ها در انواع شبکه های صنعتی است. سیستم های ناوبری و دریایی دارای ساختار داخلی بسیار حساس و با دقت بالایی می باشد. بنا براین از این پروتکل ها به طور گسترده در قسمت های مختلف آن استفاده شده است.

از عمده قسمت هایی که این پروتکل استفاده شده است و در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته است می توان به سیستم مانیتورینگ و سیتم های PLC و سیستم مدیریت سوخت آن نام برد. در نهایت نیز پیشنهاداتی برای بهبود عملکرد سیستم های ناوبری اراپه شده است.

 

فهرست مطالب

1   فصل اول : مقدمه ایی بر شبکه های صنعتی.. 12

1‌.1‌  مقدمه  13

1‌.2‌   سطوح سلسله مراتبي سيستم هاي اتوماسيون صنعتي.. 14

1‌.2‌.1‌   سطح Element 15

1‌.2‌.2‌   سطح فیلد. 16

1‌.2‌.3‌   سطح سلولی.. 16

1‌.2‌.4‌   سطح Area. 17

1‌.2‌.5‌   سطح Plant 17

1‌.3‌  وسیله انتقال.. 17

1‌.4‌   روش های انتقال: 18

1‌.5‌  ملاحظات طراحي : 18

1‌.6‌  عملكرد (كارايي(. 19

1‌.7‌  سرویس یا عملیات شبکه. 20

1‌.8‌   قابليت اعتماد و در دسترس بودن.. 20

1‌.9‌   تحمل پذيري محيط… 21

1‌.10‌ وسيله فيزيكي انتقال.. 21

1‌.11‌ قابليت توسعه Expandability. 21

1‌.12‌ ملزومات ارتباطي سيستم هاي اتوماسيون صنعتي.. 22

1‌.12‌.1‌ ارتباطات سطح فيلد. 22

1‌.12‌.2‌ ارتباطات سطح  Cell 23

1‌.13‌ فرايند طراحي شبكه ارتباطي.. 23

1‌.13‌.1‌ امكان سنجي.. 24

1‌.13‌.2‌ تجزيه و تحليل 25

1‌.13‌.3‌ طراحي 25

1‌.13‌.4‌ اجرا 26

1‌.13‌.5‌ نگهداري و به روز رساني 27

2   فصل دوم : 28

بررسی انواع استانداردهای شبکه صنعتی و مقایسه آنها 28

2‌.1‌  مقدمه: 29

2‌.2‌   شبکه صنعتی مد باس: 30

2‌.2‌.1‌   نگارش های پروتکل مدباس…. 30

2‌.2‌.2‌  نحوه عملکرد پروتکل مدباس : 31

2‌.2‌.3‌  آدرس…. 32

2‌.2‌.4‌  عملکرد. 33

2‌.2‌.5‌  دیتا 33

2‌.2‌.6‌  بایت های چک…. 33

2‌.3‌  پروفی باس 34

2‌.3‌.1‌  Profibus DP  36

2‌.3‌.2‌  Profibus PA   36

2‌.3‌.3‌   Profibus FMS  36

2‌.4‌  پروتکل کن.. 37

2‌.4‌.1‌   اصول تبادل داده در کن: 40

2‌.4‌.2‌  مراحل تبادل داده ها 41

2‌.4‌.3‌  مزایاي این نوع تبادل داده 42

2‌.4‌.4‌  فریمهاي فرمت CAN… 42

2‌.4‌.5‌  کارایی تخصیص باس…. 45

2‌.4‌.6‌  پیاده سازي پروتکل CAN… 46

2‌.5‌  شبکه اترنت: 48

2‌.5‌.1‌   توپولوژی شبکه: 49

2‌.5‌.2‌  استاندارد های اترنت : 51

2‌.5‌.3‌  رسانه های انتقال در یک شبکه: 52

2‌.6‌  DEVICENET  54

2‌.6‌.1‌   ویژگی های   Devicenet 55

2‌.6‌.2‌   کابل Devicenet 56

2‌.6‌.3‌   مزایای استفاده از Devicenet 59

2‌.6‌.4‌   معایب Devicenet 59

2‌.6‌.5‌   ويژگي هاي DeviceNet 59

2‌.7‌   شبکه MPI 60

2‌.7‌.1‌   کاربرد MPI 62

2‌.7‌.2‌   ویژگی های شبکه  MPI 63

2‌.8‌  شبکه فیلدباس…. 64

2‌.8‌.1‌  اجزای فیلد باس…. 65

2‌.8‌.2‌  آشنایی با برخی فیلد باس ها 66

2‌.8‌.3‌  فواید فیلد باس…. 68

3   فصل سوم :  امکان سنجی شبکه صنعتی کاربردی در واحد شناور. 70

3‌.1‌  مقدمه: 71

3‌.2‌  سیستم مانیتورینگ…. 71

3‌.3‌  واحد کنترل الکترونیکی.. 72

3‌.4‌   PLC   73

3‌.4‌.1‌   ارتباطات PLC.. 74

3‌.5‌  سیستم مدیریت و سوخت ناو دریایی.. 76

3‌.6‌  سیستم کنترل مدیریت باتری.. 79

3‌.7‌  سیستم کنترل فرآیند کشتی.. 81

3‌.8‌  سیستم های ارتباطی در کشتی.. 85

4   فصل چهارم : نتیجه گیری.. 89

4‌.1‌  مقدمه : 90

4‌.2‌  پیشنهادات… 90

5   فصل پنجم: منابع.. 92

 

کلمات کلیدی : شبکه صنعتی، سیستم های ناوبری، پروتکل های شبکه صنعتی