Обзор промышленных сетей. Протоколы

Протокол	Среда передачи	Число узлов	Скорость, кБод	Длина линий	Топология	Метод дос-тупа к среде передачи
BITbus	ВП, РК, ОВ	28 синхр	500-1400	30 м	Шина	Master/slave
		250 с/синхр	64-375	1200
ASI	ВП, ASI-кабель	32	167	1000 м	Линия Звезда Дерево кольцо	Master/slave
HART	ВП ВТК	15	1200	3 км	Звезда	Master/slave
LonWorks	ВП КК ОВ РК	127	4,88-1250	2 км	Произвольная	CSMA/CM
CANbus	ВП	30	20-1000	1 км	Шина	CSMA/CM
WorldFIP	ВП ОВ	25	31,25; 1000; 2500; 5000	2 км	Шина	Master/slave Token

Критерии выбора протокола промышленной сети

• непрерывность и дискретность процесса

• требование работы в реальном времени (РВ)

• разбросанность или сосредоточенность контролируемых точек

• малая (до 2-3 десятков) или большая (до нескольких сот) информационная плотность

• степень электрической и(или) электромагнитной зашумленности

• стоимость варианта

Возможные области применения FieldBus

Протокол	Непрерывное производство	Дискретное производство	Работа в реальном времени	Работа в зашумленных зонах
BITbus	+		+
ASI		+	+	+
HART		+
LonWorks		+	+
CANbus		+		+
WorldFIP	+	+	+

Основной структурной единицей систем сбора информации является функциональный блок (ФБ). В зависимости от сложности ИИС ФБ может представлять собой один или несколько конструктивно объединенных и взаимодействующих друг с другом измерительных преобразователей.

В зависимости от назначения ФБ подразделяются на:

• функциональные блоки – источники (ФБ-И), предназначенные для формирования и выдачи данных;

• функциональные блоки – приемники (ФБ-П), предназначенные для приема данных;

• функциональные блоки управления (ФБ-У) – контроллеры, ЭВМ, предназначенные для формирования команд управления, организующих обмен данными.

Таким образом, информацию, циркулирующию между ФБ можно подразделить на два потока:

• информационный поток;

• управляющий поток.

Информационный поток можетсодержать сообщения о значении измеряемого параметра; диапазоне измерения; времени получения результата измерения; адрес ФБ (для привязки результата измерения к определенному параметру или точке объекта исследования); сообщения о результатах контроля измерительных каналов.

Управляющий потоксодержит сведения, определяющие режим работы ФБ; порядок выполнения или последовательность операций во времени; запросы на обслуживание и команды контроля состояния измерительных каналов.

Все сообщения управляющего и информационного потоков передаются в цифровой форме.

Сети, обеспечивающие информационные потоки между функциональными блоками (а информации контроллерами, датчиками сигналов и разнообразными исполнительными механизмами), объединяются общим названием "промышленные сети" (FieldBus, или "полевая" шина). Промышленная сеть должна решать две основные задачи:

• обеспечивать совместимость на уровне сети приборов от разных производителей;

обеспечивать выход в коммерческие системы обработки данных.

В зависимости от области применения весь спектр промышленных сетей можно разделить на два уровня:

• Field level(промышленные сети этого уровня решают задачи по управлению процессом производства, сбором и обработкой данных на уровне промышленных контроллеров);

• Sensor/actuator level(задачи сетей этого уровня сводятся к опросу датчиков и управлению работой разнообразных исполнительных механизмов).