Клиент-серверная архитектура

H1

Обзор технологии

Международные стандарты технологии полевой шины (fieldbus) соответствуют спецификациям базовых протоколов полевых шин ISA/ANSI S50.02 и IEC DIS 61158 (ISA/ANSI S50.02 и IEC DIS 61158 являются аналогами друг друга). Данный стандарт разработан ведущими специалистами в области коммуникаций более чем из 17 стран.

Работая совместно с комиссиями по стандартизации ISA и IEC, международное объединение Fieldbus FOUNDATION разработало ряд спецификаций для реализации стандарта на двух уровнях приложений:

– H1 (взаимодействие полевых устройств управления процессом) и H2 (высокоскоростная сеть с использованием шлюзов для связи сетей устройств управления процессом H1).

– FOUNDATION fieldbus – это законченное решение проблемы автоматизации в масштабе всей установки, разработанное для поддержки сетей, в которых питание подводится к шине и обеспечивается безопасность с точки зрения их внутренней структуры. Шина H1 (скорость передачи данных 31.25 кбит/с) идеально подходит для сбора данных и управления технологическими процессами. Реализация полевой шины с высокой скоростью обмена данными объединяет открытую промышленную технологию Ethernet и стандарт полевых шин IEC/ISA, обеспечивает экономически эффективные решения для таких областей индустрии, как производство отдельных деталей и непрерывные процессы.

Выпуску версии полевой шины FOUNDATION H1, поддерживающей скорость обмена данными 31,25 кбит/с, в 1996 г. предшествовала напряженная работа разработчиков, в которой участвовали несколько поставщиков систем и устройств управления технологическими процессами, а также интенсивное тестирование в полевых условиях. Была разработана полная спецификация приложения управления процессом – функционального блока, предусматривающая поддержку управления полевой шиной на нижних уровнях протокола обмена данными. Она основана на стандартах ISA SP50.02 и IEC 61158 для полевых шин.

В сетях, использующих протокол H1, питание может подводится к шине, причем такие сети обеспечивают безопасность с точки зрения их внутренней структуры, что означает их пригодность для работы в потенциально опасных условиях. В безопасной зоне к одному кабелю может подключаться до 32 устройств. Число устройств, которые могут подключаться к одному кабелю в потенциально опасной зоне эксплуатации, зависит от потребляемой мощности, от электроемкости устройств и кабеля, а также от правил и ограничений, действующих в опасной зоне.

Во многих странах ограничения, определяемые местными регулирующими органами, ограничивают число устройств, которые могут подключаться к одному кабелю при работе в потенциально опасной зоне, четырьмя устройствами, хотя в других странах допустимо подключать большее число устройств.

Делегированный маркер. Передача данных от узла к узлу FOUNDATION fieldbus основывается на модели делегированного маркера, позволяющего передать функции управления на уровень полевых устройств.

Другие полевые шины опираются на устаревшую централизованную архитектуру управления, в которой весь обмен данными между устройствами осуществляется через хост. При такой устаревшей архитектуре управление на уровне полевых устройств невозможно реализовать, и преимущества использования полевой шины сводятся к замене аналоговой схемы передачи данных, рассчитанной на амплитуду 4–20 мА. Устройство Fieldbus позволяет использовать несколько хостов в сети, причем хосты можно добавлять во время цикла просмотра без прерывания этого цикла. Прежние технологии не предоставляют этих возможностей.

Модель «публикация и подписка»

Централизованно планируемая передача данных между функциональными блоками гарантирует возможность передачи данных от одного устройства к другим устройствам в одно действие и в строго запланированное время.

Эти возможности служат для улучшения управления системой: минимизации задержек и гарантии того, что используются не устаревшие данные, а также для гарантии одновременного обновления информации на всех узлах.

В устаревшей модели архитектуры «главный-подчиненный» главное устройство опрашивает подчиненные. Время синхронизации контура управления является программируемой функцией главной станции, которая выполняет все вычисления, необходимые для осуществления управления.

Уровень приложений в FOUNDATION fieldbus обеспечивает полностью подтверждаемую модель обмена данными клиент-сервер. Эта модель может использоваться для изменения операторами значений уставки и других параметров, а также для разгрузки, загрузки и конфигурирования в режиме on-line, без отключения других контуров управления. Обеспечивается полная поддержка распределения и подтверждения алармов, а также функциональность FMS.

Возможности удаленного конфигурирования, чтения и записи для протоколов, использующих нестандартные FMS для приложений, существенно ограничены.

Дата добавления: 2014-12-29