17. Характеристика архитектуры сети «Магистр» на базе контроллеров серии «Контраст». Варианты построения сети.
Управление работой контроллера, а так же мониторинг и архивация данных производится на персональных компьютерах. Для объединения контроллера с ПК используется локальная сеть МАГИСТР.
Сеть МАГИСТР обеспечивает:
прием, транспортировку и исполнение команд и запросов верхнего уровня при настройке и программировании контроллеров с помощью программного пакета ИСТОК;
прием, транспортировку и исполнение команд и запросов верхнего уровня по контролю и управлению оперативными параметрами контроллеров от SCADA-систем (АРМ технолога-оператора);
обмен данными между контроллерами в реальном времени без поддержки верхнего уровня.
Сеть МАГИСТР обеспечивает возможность построения любой из следующих версий сетей:
Радиальная сеть (соединение «точка-точка»).
Магистральная сеть (многоточечное соединение типа «моноканал») с выделенным ведущим.
Магистральная сеть (многоточечное соединение типа «моноканал») с маркерным равноранговым управлением (маркерная сеть).
Радиальная сеть
Радиальная сеть (рис. 9) предназначена для подключения контроллеров к устройствам верхнего уровня по выделенным каналам связи (соединение «точка-точка»). Подключение осуществляется через шлюзовые каналы ШК контроллеров, при этом каналы МК могут использоваться для резервирования контроллеров. Каждый контроллер подключается к индивидуальному порту устройства верхнего уровня и может иметь индивидуальные тип интерфейса и скорость передачи данных.
Контроллеры в радиальной сети являются пассивными (ведомыми) устройствами, которые только отвечают на запросы и команды верхнего уровня. Обмен данными между контроллерами осуществляется только через верхний уровень и под его управлением.
Радиальная сеть имеет следующие свойства:
число контроллеров в сети ограничено только числом портов устройства верхнего уровня;
удобство пространственного расположения контроллеров;
высокая живучесть сети;
ограниченная интенсивность информационных обменов, особенно между разными контроллерами;
большой расход кабельной продукции.
Рис. 9. Радиальная сеть
ВУ ¾ѕ устройство верхнего уровня
КР ¾ѕ контроллер КР-300М
ШК ¾ѕ шлюзовой канал
МК ¾ѕ канал маркерной сети.
Сеть с выделенным ведущим
Сеть с выделенным ведущим (рис. 10) относится к классу сетей “master-slave” и предназначена для подключения контроллеров к устройствам верхнего уровня по магистральному (общему) каналу связи (многоточечное соединение). Подключение осуществляется через шлюзовые каналы ШК контроллеров, при этом каналы МК могут использоваться для резервирования контроллеров. Шлюзовые каналы ШК всех контроллеров должны иметь интерфейс RS-485 и одинаковую скорость передачи данных. Контроллеры должны иметь разные сетевые номера.
Контроллеры в сети с выделенным ведущим являются пассивными (ведомыми) устройствами, которые только отвечают на запросы и команды «ведущего». «Ведущим» сети является устройство верхнего уровня. Обмен данными между контроллерами осуществляется только через ведущего и под его управлением.
Сеть с выделенным ведущим имеет следующие свойства:
удобство расположения контроллеров на компактной территории;
средняя живучесть сети;
ограниченная интенсивность информационных обменов, особенно между разными контроллерами;
низкий расход кабельной продукции.
Рис. 10. Сеть с выделенным ведущим
Маркерная сеть
Маркерная версия сети МАГИСТР (рис. 11) является наиболее универсальной и производительной. В маркерной сети контроллеры объединяются между собой магистральным (общим) каналом МК (многоточечное соединение), а подключение к верхнему уровню осуществляется через шлюзовые каналы ШК одного или нескольких контроллеров и выделенные каналы устройства верхнего уровня, то есть маркерная сеть совместно с верхним уровнем представляет собой комбинированную радиально-магистральную структуру.
Все контроллеры сети должны иметь разные сетевые номера и одинаковую скорость каналов МК. Каналы ШК разных контроллеров могут иметь индивидуальные тип интерфейса и скорость передачи данных.
Маркерная сеть может быть закрытой или открытой.
Физический уровень закрытой сети обеспечивается магистральным каналом МК с интерфейсом RS-485. В закрытой сети контроллеры обмениваются информацией между собой, при этом шлюзовой канал не используется.
Канал МК имеет топологию «общая шина» с интервально-маркерным методом доступа к ней, который обеспечивает режим «плавающего» ведущего (мастера) сети и автоматическое восстановление синхронизации сети (назначение нового ведущего) при потере маркера.
Любое передаваемое по каналу МК сообщение принимается одновременно всеми контроллерам канала. При этом и передача, и прием сообщения осуществляется в режиме прямого доступа к памяти процессора, без программного обслуживания, что резко сокращает время, затрачиваемое процессором на прием и передачу сообщений и благодаря этому обеспечивается возможность работы МК на высоких скоростях. Принятое сообщение обрабатывается контроллером, если оно к нему относится, в противном случае игнорируется.
Физический уровень открытой сети обеспечивается магистральным каналом МК и шлюзовым каналом ШК с интерфейсом RS-232C/ИРПС/RS-485. В открытой сети контроллеры обмениваются информацией между собой, и, кроме того, к каждому контроллеру может быть подключен по каналу ШК внешний абонент, при этом внешнему абоненту любого контроллера информационно доступны все другие контроллеры сети.
Резервирование контроллеров в маркерной сети осуществляется через канал ШК, поэтому резервированных контроллер не может выполнять функции шлюза сети.
Маркерную сеть целесообразно использовать в случаях, когда необходимы следующие функции:
Решение в реальном времени различными контроллерами сети сильно связанных по информации задач, требующих интенсивного обмена данными между собой без участия верхнего уровня.
Высокая динамика обмена данных контроллеров сети с верхним уровнем. В этом случае необходимые для передачи данные всей сети концентрируются без участия верхнего уровня на одном или нескольких контроллеров, которые связаны с верхним уровнем по каналам ШК. Верхний уровень считывает всю информацию сети за одно обращение к шлюзовому контроллеру. При этом резко снижается количество требуемых запросов с верхнего уровня, повышается информационная насыщенность сообщений и упрощается программное обеспечение верхнего уровня.
Маркерная сеть имеет следующие свойства:
удобство расположения контроллеров на компактной территории;
высокая живучесть сети;
высокая интенсивность информационных обменов, как между разными контроллерами, так и с верхним уровнем;
высокая информационная насыщенность и эффективность сообщений;
низкий расход кабельной продукции.
