Ведомый Ведомый Ведомый Ведомый Ведомый

Ведущий = активная станция Ведомый = пассивная станция

Маркерное кольцо ■**Ведущий Ведомый

Рисунок 1-1 Принципы технологии доступа к среде передачи информации в сетях PROFIBUS

18. Активные и пассивные узлы PROFIBUS?

Все активные узлы (ведущие) формируют логическое маркерное кольцо, имеющее фиксированный порядок, при этом каждый активный узел "знает" другие активные узлы и их порядок в логическом кольце (порядок не зависит от топологии расположения активных узлов на шине).

Право доступа к каналу передачи данных, так называемый “маркер”, передаётся от активного узла к активному узлу в порядке, определяемом логическим кольцом. Если узел получил маркер (адресованный именно ему), он может передавать пакеты. Время, отпущенное ему на передачу пакетов, определяется временем удержания маркера. Как только это время истекает, узлу разрешается передать только одно сообщение высокого приоритета. Если такое сообщение у узла отсутствует, он передаёт маркер следующему узлу в логическом кольце. Маркерные таймеры, по которым рассчитывается максимальное время удержания маркера, конфигурируются для всех активных узлов. Если активный узел обладает маркером, и если для него сконфигурированы соединения с пассивными узлами (соединения "ведущее устройство-ведомое устройство"), производится опрос пассивных узлов (например, считывание значений) или передача данных на эти устройства (например, передача уставок).

19. Встроенные оптические интерфейсы, OBT, OLM?

Оптическая передача данных в сетях SIMATIC NET PROFIBUS реализуется с использованием встроенных оптических портов, оптических шинных терминалов (OBT) и модулей оптической связи (OLM).

Модули со встроенными оптическими портами и оптическими шинными терминалами (OBT) можно соединять между собой только для формирования оптических сетей, имеющих шинную топологию.

С помощью модулей OLM можно получать оптические сети, имеющие шинную топологию, топологию типа "звезда" и "кольцо".

20. Преимущества Ethernet-технологий?

Широкое промышленное применение сетей Ethernet обусловлено следующими очевидными моментами:

· Промышленные сети верхнего уровня объединяют множество операторских станций и серверов, которые в большинстве случаев представляют собой персональные компьютеры. Стандарт Ethernet отлично подходит для организации подобных ЛВС; для этого необходимо снабдить каждый компьютер лишь сетевым адаптером (NIC). Коммуникационные модули Ethernet для промышленных контроллеров просты в изготовлении и легки в конфигурировании. Многие современные контроллеры уже имеют встроенные интерфейсы для подключения к сетям Ethernet.

· На рынке существует большой выбор недорого коммуникационного оборудования для сетей Ethernet, в том числе специально адаптированного для промышленного применения.

· Сети Ethernet обладают большой скоростью передачи данных.

· Очень частым требованием является возможность состыковки сети АСУ ТП с локальной сетью завода (или предприятия). Как правило, существующая ЛВС завода базируется на стандарте Ethernet/

21. Особенности промышленного Ethernet?

• Быстрое восстановление соединения.
Если в офисном Ethernet это время может составлять десятки секунд и даже минуты, то в промышленном не должно превышать 300-500 мс, иначе производственное оборудование может выйти из строя.
• Резервируемая технология.
Повышает надежность системы управления при выходе изстроя одного из сегментов сети.
• Более высокое время наработки на отказ.
Оно составляет свыше 77 500 ч, что снижает вероятностьстановок производства.

• Резервируемое питание. Например, от сети и резервных аккумуляторов.
• Уведомление об аварийных ситуациях. Посылка e-mail - сообщений или выдача сигналов на
релейные выходы для уведомления персонала об обрывах сегментов, превышении трафика.
• Индустриальный дизайн. Промышленные корпуса, обеспечивающие функционирование устройств в агрессивных средах, пыле-влагозащищенные, выдерживающие большой диапазон рабочих температур.
• Специальные направляющие для крепления в индустриальных шкафах.
• Совместимость с системой управления.
Поддержка устройствами SNMP(управления.
Поддержка ОРС(технологий.

22. Три уровня Ethernet?

Нижний уровень этой сети (сеть устройств) составляют сенсоры, датчики, измерительные устройства, которые могут быть как аналоговыми, так и цифровыми (интеллектуальными, содержащими встроенные контроллеры). На этом уровне могут располагаться также контроллеры и серверы доступа, преобразующие входные сигналы в Ethernet-пакеты для передачи на следующий уровень сети управления.

Следующий, самый важный уровень сети - собственно управляющая производственным процессом сеть. На уровне управляющей сети происходят следующие процессы:

· сбор, обработка и накопление информации обо всех параметрах техно­логического процесса и промышленного оборудования и контроллеров, а также о его состоянии;

· обнаружение критических и аварийных ситуаций в работе оборудования и уведомление обслуживающего персонала;

· управление технологическим процессом с АРМ-операторов;

· формирование всех данных о состоянии и параметрах технологического процесса для использования в системах;

· управления предприятием.

На самом верхнем уровне сети - сети предприятия - происходит формирование всех необ ходимых форм для обеспечения функционирования производства (потребности в материалах, готовая продукция), состоянии технологического оборудования (простои, аварии), итоговых отчетных форм для руководящего персоналаи т.д

23. Создание современных промышленных сетей автоматизации на основе Ethernet?

На основе Ethernet, используя сетевое оборудование для промышленных при­менений, на предприятиях создают ин­тегрированные сети, объединяющие технологические системы и системы управления. Это выдвигает новые тре­бования к ширине полосы частот, ре­зервированию, протоколам. Важное ме­сто среди сетевого оборудования зани­мают коммутаторы. Коммутаторы для промышленных сетей по своему испол­нению соответствуют жёстким услови­ям эксплуатации. Как правило, они из­готавливаются в вариантах для установки на монтажную рейку, размещения в специальном шкафу или монтажа в приборном корпусе. Выбор коммутато­ра зависит от условий и особенностей его применения. Важнейшие характе­ристики коммутатора — тип и количест­во портов. Тип портов определяется принятым протоколом и средой переда­чи (витая пара — IEEE 802.3ab, оптово­локно — IEEE 802.3az). Характерным примером коммутаторов для гигабит­ных промышленных сетей являются модульные управляемые коммутаторы серий MICE и Power MICE (рис. 1) ком­пании Hirschmann.

24. Способы по­вышения надёжности промышленных се­тей?

По мере развития промышленных се­тей совершенствовались способы по­вышения их надёжности. Метод груп­пового преобразования предполагал группирование и дублирование кана­лов связи: все кабели не укладываются в один и тот же короб по одному и тому же маршруту, а группируются по частям (например, по северной и по южной частям здания). На следующем этапе стали резервировать сетевые коммута­торы и конечные терминальные узлы. Однако наиболее эффективным явля­ется метод резервирования отдельных каналов в кольцевых структурах про­мышленных сетей. Управляемые про­мышленные коммутаторы обеспечива­ют время переключения на резервные каналы порядка десятка-сотен милли­секундНа данный момент наиболее от­казоустойчивой является кольцевая топология HIPER-Ring (рис. 4). Она была разра­ботана одним из лидеров в области промышленных сетей — компанией Hirschmann как решение по созданию резервированной сетевой инфраструк­туры без дублирования линий связи. Это решение предполагает построение не полностью замкнутых кольцевых связей в сети Ethernet и обеспечивает обнаружение сбоя в канале с восста­новлением без потерь в течение 200-300 мс за счёт создания обходных путей связи. Сейчас стремятся снизить время восстановления сети до 50 мс. Такая топология сети из 1000 узлов бы­ла применена при автоматизации аэро­порта в г. Дрездене. Пять зданий были связаны гигабитной сетью Ethernet. Вместо связующего дерева здесь при­менили HIPER-Ring с двойным резер­вированием в кольце, что обеспечило среднее время восстановления 0,5 с. Примечательно, что в этом проекте было также выполнено дублирование блоков питания

Дата добавления: 2014-01-15