Совместимость средств гсп
В основу ГСП была положена совместимость, обеспечивающая возможность функционирования средств автоматизации в единой системе без дополнительной их подгонки, по следующим основным признакам(рис.6)
Рис. 6.Совместимость средств ГСП
Для примера рассмотрим более подробно информационную совместимость ТСА по уровням входных/выходных унифицированных сигналов, т.е. сигналов дистанционной передачи информации с унифицированными параметрами, обеспечивающими информационное сопряжение (интерфейс) между различными приборами, блоками и системами АСУ ТП (табл. 3).
Унифицированные сигналы Таблица 3
Электрические сигналы |
Пневматические сигналы |
|||||
Аналоговые |
Дискретные |
Аналоговые |
Дискретные |
|||
= I [мА] |
= U [мВ] |
~ U [В] |
~γ [кГц] |
= U [В] |
[кПа] |
|
0 – 5; -5 – +5; 4 – 20 |
0 – 10; -10 – +10; 0 – 1000 |
0 – 2; -1 – +1 |
0 – 8; 2 – 4; 0 – 100 |
для TTL: «0» ≤ +0,4 «1» ≥ +2,4 |
для УСЭППА: |
|
20 – 100 |
«0» ≤ 10 «1» ≥ 110 |
|||||
Сети передачи данных, входящие в состав асу тп
Сети передачи данных, входящие в состав АСУ ТП, можно условно разделить на два класса: 1. Полевые шины (Field Buses); 2. Сети верхнего уровня (операторского уровня, Terminal Buses). Главной функцией полевой шины является обеспечение сетевого взаимодействия между контроллерами и удаленной периферией (например, узлами ввода/вывода). Помимо этого, к полевой шине могут подключаться различные контрольно-измерительные приборы (Field Devices), снабженные соответствующими сетевыми интерфейсами. Такие устройства часто называют интеллектуальными (Intelligent Field Devices), так как они поддерживают высокоуровневые протоколы сетевого обмена. Пример полевой шины представлен на рисунке 1.
Рис. 1. Полевая шина. Как уже было отмечено, существует множество стандартов полевых шин, наиболее распространенные из которых приведены ниже: 1. Profibus DP 2. Profibus PA 3. Foundation Fieldbus 4. Modbus RTU 5. HART 6. DeviceNet Несмотря на нюансы реализации каждого из стандартов (скорость передачи данных, формат кадра, физическая среда), у них есть одна общая черта – используемый алгоритм сетевого обмена данными, основанный на классическом принципе Master-Slave или его небольших модификациях.
Сети верхнего уровня служат для передачи данных между контроллерами, серверами и операторскими рабочими станциями. Их еще называют сетями операторского уровня, ссылаясь на трехуровневую модель распределенных систем управления. Иногда в состав таких сетей входят дополнительные узлы: центральный сервер архива, сервер промышленных приложений, инженерная станция и т.д.
Требования к полевым шинам
1. Детерминированность. Под этим подразумевается, что передача сообщения из одного узла сети в другой занимает строго фиксированный отрезок времени. Офисные сети, построенные по технологии Ethernet, - это отличный пример недетерминированной сети. Сам алгоритм доступа к разделяемой среде по методу CSMA/CD не определяет время, за которое кадр из одного узла сети будет передан другому, и, строго говоря, нет никаких гарантий, что кадр вообще дойдет до адресата. Для промышленных сетей это недопустимо. Время передачи сообщения должно быть ограничено и в общем случае, с учетом количества узлов, скорости передачи данных и длины сообщений, может быть заранее рассчитано. 2. Поддержка больших расстояний. Это существенное требование, ведь расстояние между объектами управления может порой достигать нескольких километров. Применяемый протокол должен быть ориентирован на использование в сетях большой протяженности. 3. Защита от электромагнитных наводок. Длинные линии в особенности подвержены пагубному влиянию электромагнитных помех, излучаемых различными электрическими агрегатами. Сильные помехи в линии могут исказить передаваемые данные до неузнаваемости. Для защиты от таких помех применяют специальные экранированные кабели, а также оптоволокно, которое, в силу световой природы информационного сигнала, вообще нечувствительно к электромагнитным наводкам. Кроме этого, в промышленных сетях должны использоваться специальные методы цифрового кодирования данных, препятствующие их искажению в процессе передачи или, по крайней мере, позволяющие эффективно детектировать искаженные данные принимающим узлом. 4. Упрочненная механическая конструкция кабелей и соединителей. Здесь тоже нет ничего удивительного, если представить, в каких условиях зачастую приходиться прокладывать коммуникационные линии. Кабели и соединители должны быть прочными, долговечными и приспособленными для использования в самых тяжелых окружающих условиях (в том числе агрессивных атмосферах).