Служба производственных сообщений

Служба производственных сообщений (Manufakturing Message Specifikation MMS)— это набор абстрактных команд или язык для дистанционного мониторинга и управления промышленным оборудованием. ММS определяет содержание опросных и управляющих сообщений и действий, которые должны за ними следовать ожидаемых реакций, процедур подтверждения и т.д. Структура ММS описания в стандарте ISO/ IЕС 9506 в следующих документах.

Часть 1. Описание службы (Servise Definition)

Часть 2. Описание протокола (Protocol Definition)

Часть 3. Управляющие сообщения робота (Robot Control Messages)

Часть 4. Сообщения цифрового управления (Numerical Control

Messages)

Часть 5. Сообщения программируемого логического устройства

(Messages for Programmable Logic Controllers)

Часть 6. Сообщения управления процессом (Process Control

Messages).

ММS обеспечивает большое количество функций и вариантов обслуживаний. Функции общего типа, например чтение и запись переменных на удаленном устройстве, запуск и остановка программ и передача файлов между различными устройствами, рассмотрены в частях 1 и 2. Связанные с ММS производственные стандарт (части 3-6) ориентированы на конкретные реальные устройства. Хотя при разработке ММS сделана попытка включить все функции, необходимые в задачах производственной автоматизации, тем не менее оставлена определенная свобода, чтобы обеспечить будущие расширения. Не обязательно, чтобы каждое устройство воспринимало все команды ММS, достаточно некоторого подмножества, как это описано в соответствующей части документа. Каждое подмножество всего стандарта разрабатывается и пересматривается независимо от других его частей.

ММS основано на объектно-ориентированной концепции программирования, в корой классы объектов определяются вместе с допустимыми операциями. Ос­вой идеей ММS является концепция виртуального производственного устройства (Virtual Manufacturing Devise - VMD). VMD — это набор всех возможных команд для устройства какого-либо типа, например робота. Реальный механизм будет реагировать на команды VMD, выполняя заданные операции стандартным, заранее выделенным способом. ММS и VMD вынужденно являются сложными, чтобы охватить различные типы похожих устройств; реальные устройства обычно могут использовать лишь часть команд VMD.

Функции ММS основаны на модели "клиент-сервер" (рис. 7). Клиент запрашивает определенную услугу от сервера. Сервер выполняет запрос и сообщает клиенту результат операции.

Рисунок 7 - Модель “клиент-сервер” в архитектуре MMS

VMD выполняет функции реального устройства, но с точки зрения клиента — это виртуальный сервер. Клиент может отдать VMD-команду виртуальному роботу, например повернуть руку на 30° вокруг оси 2. Эта команда заставляет настоящего робота выполнить это действие. Команды, которые вырабатываются системой управления роботом для его исполнительных устройств, могут быть совершенно другими в зависимости от их конкретной электрической и механической конструкции. В случае, если робот не в состоянии выполнить команду поворота, например потому, что рука достигла упора или ось Z вообще отсутствует, вырабатывается ответ с кодом возврата, который соответствует причине.

Важной чертой модели клиент-сервер является отсутствие у устройства – сервера состояний, определенных на локальном уровне и неизвестных клиенту. Все запросы со стороны клиента приводят к самодостаточным ответам и не предполагают ссылок на ранее использованную информацию. Другими словами, информация от сервера (VMD) может рассматриваться как его собственная база данных, в которой собираются и хранятся новые значения. Независимость VMD от предшествующих данных, которые должны собираться клиентом, и то, что все запросы обязательно поддаются VMD, помогают избежать ошибок и противоречий, которые могут произойти из-за потери или задержки сообщений.

5.5 Шины локального управления (Fieldbus)

Особое внимание, уделяемое в протоколах ВОС и MAP организации связей между уровнями на основе специальных протоколов, не всегда совпадает с потребностью быстрой, эффективной и малозатратной системе коммуникаций, которая необходима в промышленных системах реального времени. Как уже указывалось по поводу модели ВОС, не каждый уровень необходим для всех прикладных задач. Koгда все связываемые устройства расположены в пределах замкнутого производственного участка и присоединены к одной и той же физической шине, нет необходимости в многочисленных проверках передачи, как в случае прохождения данных по международным коммуникационным сетям. Для соединения устройств в ограниченном пространстве производственного предприятия вполне достаточно организации мена на 1-м и 2-м уровнях модели ВОС и протокола MMS. В этих условиях использование более высоких уровней нерационально и их можно не применять.

В промышленных системах наибольшая часть работы (и стоимости) по сбору и обработке данных связана не с центральным вычислительным комплексом, а относится к локальному уровню, где установлены основные устройства. Для того чтобы действительно воспользоваться преимуществами цифровой технологии, необходим новый стандарт на цифровую связь низкого уровня. На сегодняшний день для таких задач применяются шины локального управления — Fieldbus. Следует сказать, что единого стандарта Fieldbus не существует, но имеется несколько решений, предлагаемы промышленностью и исследовательскими организациями. С течением врсмени то, что было предложено и работает в условиях производства, сконцентрируете вокруг одной или нескольких технологий и станет частью более общего стандарт локальных шин Fieldbus.

Стандарт шин локального управления должен получить широкое признание, как это было со стандартом на токовую петлю 4-20 мА. Принятие стандарта влечет за бой снижение цен и минимизацию проблем с несовместимостью компонентов. Так как в случае со стандартом MAP, стандарт шин локального управления должен обеспечить взаимодействие различных устройств, присоединенных к одной и той же физической среде передачи. Очевидным преимуществом цифровой техники по сравнению с аналоговой является заметное уменьшение кабельных связей — один цифровой канал может заменить большое число проводников с токами в диапазоне 4-20 мА.

Применение шин локального управления дает значительные преимущества. Существенная доля "интеллекта", необходимого для управления процессом, переносится на локальный уровень. Обслуживание датчиков значительно облегчается, поскольку такие операции, как тестирование и калибровка датчиков, можно выполнять дистанционно без непосредственного участия наладчиков. Естественно, что качество управления операции годится в прямой связи с достоверностью и качеством собираемых данных.