2.3. Сравнительные характеристики промышленных коммуникационных сетей

В таблицах 2.1, 2.2 и 2.3 представлены сравнительные характеристики различных ПКС.

Таблица 2.1

Физические характеристики распространенных видов ПКС

Таблица 2.2

Разработчики основных видов ПКС

Таблица 2.3

Характеристики протоколов обмена основных видов ПКС

Наличие многих видов ПКС для различных приложений позволяет сделать следующие выводы.

Для предприятия практически полностью потеряли смысл собственные разработки в области ПКС. Попытка сэкономить средст­ва за счет внутренних ресурсов в большинстве случаев оборачивается созда­нием громоздких, ненадежных, ни с чем не совместимых и дорогих в обслу­живании систем.

Профессиональное проектирование структуры комплекса АСУТП и выбор эффективных решений ПКС для конкретных технологических участков являются одними из основных факторов, которые обеспечивают прорыв предприятия на новый уровень качест­ва и эффективности производства.

Контрольные вопросы и задания

1.Перечислите особенности реализации промышленных коммуникационных сетей.

2.Какие типы сетевых топологий используются в промышленных коммуникационных сетях?

3.Назовите основные виды практически используемых промышленных коммуникационных сетей.

4.Назовите основные характеристики промышленных коммуникационных сетей.

3.Промышленная коммуникационная сеть industrial ethernet

3.1.Предпосылки разработки промышленной сети

INDUSTRIAL ETHERNET

Как уже было рассмотрено выше, классическая АСУТП является иерархической системой, в которой сверху вниз можно выделить следующие уровни:

уровень управления предприятием,

уровень управления технологичес­кими процессами,

уровень управления устройствами.

На уровне управления предприятием располагаются обычные IBМ РС сов­местимые компьютеры и файловые серверы, объединенные офисной локальной се­тью. Задача вычислительных систем на этом уровне — обеспечение визуального контроля основных параметров производства, построение отчетов, архи­вирование данных. Объемы передаваемых между узлами данных измеряются мегабайтами, а временные показатели обмена информацией не являются критичными.

На уровне управления технологичес­кими процессами осуществляется текущий контроль и управление либо в ручном режиме с операторских пуль­тов, либо в автоматическом режиме по зало­женному алгоритму. На этом уровне выполняется согласование параметров отдельных участков производства, отработка аварийных и предаварийных ситуаций, загрузка технологических программ. Информационный кадр на этом уровне содержит, как правило, несколько десятков байтов, а допустимые временные задержки могут составлять от 100 до 1000 мс в зависимости от режима работы. С нижнего уровня собираются текущие показатели контролируемых устройств и меха­низмов.

На уровне управления устройствами располагаются контроллеры, осуществляющие непосредственный сбор данных с датчиков и управление оконечными устройствами - исполнительными механизмами. Данные, ко­торыми контроллер обменивается с оконечным устройством, обычно имеют объем несколько байтов, а требования к времени опроса устройств наиболее жесткие – единицы мс.

Современные тенденции развития АСУТП усложнили структуру системы.

Во-первых, АСУ ТП все более интегрируется с АСУП, а через нее выходит в сферу Интернет - технологий.

Во-вторых значительные успехи демонстрирует ПКС, называемая индустриальным INDUSTRIAL ETHERNET, кото­рая доказала свою самостоятельность и перспективность для задач интеграции отдельных участков АСУ ТП в единую структуру.

В-третьих, появились ПКС вида АS, интегрирующие датчики и исполнительные устройства, фактически означает развитие четвертого, самого нижнего уровня распределенных АСУТП.

В-пятых все более расширяется сектор ПКС, применяемых во взрывоопасных зонах на предприят­иях химической, нефтегазовой и других отраслей с опасными условиями про­изводства.

Наличие большого числа различных ПКС затрудняет их применение в распределенных АСУТП. Действительно, организовать взаимодействие разных ПКС – сложная и затратная задача. Разработчики АСУТП с завистью наблюдали за развитием распределенных АСУП, где в настоящее время применяются унифицированные и стандартные решения на основе технологии ETHERNET. Поэтому возникла очевидная идея – разработать унифицированную технологию для создания ПКС, т.е. вместо различных видов ПКС использовать одно решение.

В качестве основы для этой единой технологии создания ПКС была выбрана технология ETHERNET с успехом применяемая на верхнем уровне АСУ предприятием.

Но для того, чтобы сеть ЕТНЕRNЕТ можно применять в качестве стандарта для создания ПКС, необходимо устранить несколько серьезных ограничений присущих ЕТНЕRNЕТ, которая изначально создавалась как офисная сеть.