Слайд 2
Существуют три основных режима обмена данными, эффективность использования
которых зависит от конкретной задачи.
«Ведущий ведомый».
«Клиент сервер».
«Подписка».
Слайд 3
Режим «Ведущий ведомый». В этом простейшем режиме один
из узлов ЦПС является ведущим устройством, которое последовательно опрашивает
подчиненные узлы. В зависимости от содержания запроса ведомый узел либо выполняет полученную команду, либо передает ведущему текущие данные с подключенных оконечных устройств. Типичным примером ЦПС, построенной на таком принципе, являются сети PROFIBUS.
Слайд 4
Режим «Клиент сервер».Узел клиент запрашивает данные, а узел
сервер их предоставляет. При этом клиент может запрашивать несколько
узлов, а сервер – иметь несколько клиентов. Также функции клиента и сервера могут совмещаться на одном узле. Примером может послужить ЦПС Foundation Fieldbus.
Слайд 5
Режим «Подписка». В этом режиме узел, нуждающийся в
регулярном поступлении какой-либо информации, подписывается на её получение от
другого узла, после чего получает регулярные рассылки данных без дополнительных запросов.
Слайд 6
Режим имеет два варианта:
В первом случае данные
передаются циклически с определенным интервалом вне зависимости от динамики
информации;
Во втором случае данные передаются только в случае их изменения. Данный режим также используется в сетях Foundation Fieldbus.
Слайд 7
Протокол CAN
Протокол CAN (Controller Area Net-work) определяет только
первые два уровня ISO/OSI – физический и уровень доступа
к среде передачи данных.
Высокая скорость (до 1 Мбит/с).
Метод доступа CSMA/СA (не путать с CSMA/CD, реализованным в Ethernet).
Возможность иметь в сети несколько ведущих устройств.
Надежная система обнаружения и исправления ошибок.
Слайд 8
Технические характеристики
Максимальное расстояние 500 м.
Максимальное количество узлов
64.
Длина информационной посылки 8 байт.
Используемый кабель Belden
3082A.
Слайд 9
Interbus
Спецификация Interbus была разработана фирмой Phoenix Contact в
1984 году и быстро завоевала прочные позиции в сфере
распределенных АСУ ТП благодаря целому ряду интересных структурных решений.
Прежде всего следует отметить максимальное расстояние, которое может охватывать эта ЦПС, — до 13 километров (рис. 1)!
Слайд 11
Максимальное количество узлов 512,
Расстояние между узлами до 400
метров,
Используемый кабель Belden 3119A.
Узлы-ретрансляторы образуют основу
топологии Interbus, оконечные
же
устройства подключаются
дополнительным кольцевым сегментам, в
которых питающее напряжение
передается вместе с данными. Длина
дополнительных сегментов может
составлять до 200 метров.
Слайд 12
PROFIBUS
PROFIBUS — семейство ЦПС, обеспечивающее комплексное решение коммуникационных
проблем предприятия, было разработано фирмой Siemens в начале 90х
годов.
На нижнем уровне применяется сеть PROFIBUSDP (рис. 2), обеспечивающая высокоскоростной обмен данными с оконечными устройствами.
Слайд 14
Скорость обмена прямо зависит от длины сетевого сегмента
и варьируется от 100 кбит/с на расстоянии 1200 метров
до 12 Мбит/с на дистанции до 100 метров.
Слайд 15
На более высоком уровне применяется сеть PROFIBUS-FMS, ориентированная
на обеспечение информационного обмена одноранговых устройств.
Во взрывоопасных зонах используется
PROFIBU-SPA. Сегмент PROFIBU-SPA может иметь длину до 1900 метров со скоростью обмена между узлами 31,25 кбит/с. Применяемый кабель — Belden 3077. Сегменты PROFIBU-SPA подключаются к PROFIBU-SDP через разделительные мосты.
Слайд 16
Foundation Fieldbus
Foundation Fieldbus — пожалуй, наиболее «продвинутый» стандарт
ЦПС, появившийся на свет только в 1995 году как
результат усилий консорциума крупных, в основном североамериканских производителей
Две особенности выделяют Foundation Fieldbus среди других ЦПС:
Слайд 17
Во-первых, был разработан специальный язык описания оконечных устройств
(Device Description Language), использование которого позволяет подключать новые узлы
к сети по широко применяемой в обычных IBM РС совместимых компьютерах технологии plug and play.
При конфигурировании инженеру достаточно соединить входы и выходы имеющихся в его распоряжении функциональных блоков, чтобы реализовать требуемый алгоритм
(рис. 4).
Слайд 18
Настройка алгоритма управления
в Foundation Fieldbus
Слайд 19
Во-вторых, в отличие от других промышленных сетей, Foundation
Fieldbus ориентирована на обеспечение одноранговой связи между узлами без
центрального ведущего устройства.
В Foundation Fieldbus реализованы самые сложные технологии обмена информацией:
Подписка на данные,
Режим «клиент сервер»,
Синхронизация распределенного процесса и т.д.
Слайд 21
AS-интерфейс
AS-интерфейс, или ASi (Actuators/Sensors interface — интерфейс исполнительных
устройств и датчиков) является открытой промышленной сетью нижнего уровня
систем автоматизации, которая предназначена для организации связи с исполнительными устройствами и датчиками в соответствии с требованиями европейских нормативов EN 50295 и международного стандарта IEC 620262 [1], [2].
Слайд 22
Гибкость управления системой достигается за счёт применения различных
ведущих устройств. Функции ведущих устройств могут выполнять программируемые логические
контроллеры, промышленные компьютеры или модули связи с сетями более высокого уровня — ModBus, Interbus, CANopen,
PROFIBUS, DeviceNet (рис. 1).
Слайд 24
AS-интерфейс использует метод доступа к ведомым устройствам, основанный
на их циклическом опросе (polling). При опросе системы, состоящей
из 31 ведомого устройства, время цикла составляет 5 мс. Таким образом, не позднее чем через каждые 5 мс каждый датчик или исполнительный механизм системы будет опрошен ведомым устройством.
Слайд 25
Когда обсуждается вопрос о выборе типа промышленной сети,
необходимо уточнять, для какого именно уровня автоматизации этот выбор
осуществляется. В зависимости от места ЦПС в иерархии промышленного предприятия требования к её функциональным характеристикам будут различны.
Еще не так давно иерархия АСУ ТП
выглядела в виде «трехэтажной» пирамиды (сверху вниз):
Слайд 26
1)уровень управления предприятием.
2)уровень управления технологическим процессом.
3)уровень управления устройствами.