Лекция 21 Средний уровень управления

На среднем уровне управления (цехом, участком, крупным производственным агрегатом) связующим звеном между контроллерами и пультами операторов является промышленная сеть, которая должна гарантировать не только обычные, предъявляемые к ИС, но и специфические требования доставки всех 100 %-ных сообщений в нужное место и в заданное время. Если ранее каждая фирма, выпускающая ПТК, разрабатывала свою закрытую для других контроллеров промышленную сеть, то в последние годы под нажимом заказчиков фирмы изменили свою политику, они стали ориентироваться на открытие своих промышленных сетей для аппаратуры других фирм. Постепенно выделилось несколько наиболее распространенных промышленных сетей, зарекомендовавших себя на практике с удовлетворительными для пользователей характеристиками, простотой обслуживания., надежностью работы (сети Modbus, Bitbus, Interims S, CAN и некоторые другие), которые приобрели характер типовых. Ими стали оснащать свои ПТК разные производители.

В последние годы появился стандарт: промышленная сеть Profibus, получившая признание ведущих фирм. Эта сеть имеет следующие характеристики:

• различная топология - шина, кольцо, звезда, дерево;

• два возможных метода доступа - передача маркера и ведущий/ведомый;

• три вида протоколов (DP - быстрая коммуникация, РА - повышенная безопасность, FMS - сложные задачи коммуникации);

• возможные физические среды передачи данных - экранированная витая пара, кабель, оптоволокно;

• физический порт - RS-485;

• длина сети: 9,6 км на витой паре и 90 км на оптоволокне;

• число узлов (станций) на сети - 32 на сегмент, 126 на всю сеть, которая может состоять из четырех сегментов;

• скорость передачи сообщений от 9,2 Кбод до 12 Мбод.

Используемая на среднем уровне управления аппаратура также достаточно полно типизирована. В качестве пультов операторов используются различные по мощности типовые ПК. Функциональные клавиатуры операторов, обычно включаемые в комплект пульта, есть в стандартном исполнении и все большее число фирм, вместо разработки оригинальной функциональной клавиатуры, включают в поставку ПТК ее стандартизированный вариант.

Лекция 22 Нижний уровень управления.

В последнее время наблюдается тенденция рационального использования микропроцессоров, встроенных в интеллектуальные приборы и в блоки ввода/вывода, что привело к появлению идеологии Fieldbus Foundation, ставящей своей целью перенос типовых алгоритмов переработки измерительной информации (фильтрации, масштабирования, линериализации и т. п.), регулирования (стабилизации, слежения, каскадного управления и т. п.), логического управления (пуска, останова, блокировки и т. п.) на самый нижний уровень интеллектуальных блоков ввода/вывода, датчиков и ИМ. Для реализации этой идеологии разработана новая типовая полевая сеть Fieldbus HI, которая завоевывает свое место в продукции разных фирм. Эта сеть реализует все функции, свойственные HART-протоколу, и, кроме того, по специальным технологическим языкам общения с приборами позволяет через эту сеть программировать конкретные алгоритмы контроля и управления, реализуемые в приборах. Ее параметры мало отличаются от параметров современных типовых промышленных сетей:

• длина одного сегмента шины - до 1,5 км;

• скорость передачи информации по сети - 31,25 Кбит/с;

• число приборов, подключаемых к сети - до 32;

• метод доступа к сети - ведущий/ведомый.

Так, например, ПТК может быть собран следующим образом:

- сборка контроллеров под заданные конкретные свойства и параметры из стандартных плат VMEbus;

• помещение их в конструктивы Евростандарта, с заданными условиями окружающей среды;

• подбор в контроллеры мезонинных блоков ввода/вывода, соответствующих имеющимся на объекте датчикам и ИМ;

• использование промышленной сети Profibus DP;

• закупка пультов операторов — ПК требуемой мощности и необходимого промышленного исполнения под заданные условия окружающей среды;

• связь пультов операторов между собой и с корпоративной сетью предприятия по информационной сети Ethernet;

• применение типовых ОС для пультов операторов - Windows NT, для контроллеров - OS-9;

• использование типового прикладного ПО для пультов операторов - открытой SCADA-программы (например, FIX фирмы Intellution), для контроллеров - стандартизованных технологических языков (например, ISaGRAF фирмы CJ International).