Йоффе ответы к зачёту

Промышленные сети

В каких случаях целесообразно использование промышленных сетей? В чем их особенности?

Использование промышленных сетей целесообразно, когда не нужен централизованный характер обработки, и нужны системы с распределением на нижнем уровне и передачей информационных сигналов в цифровом виде, а также иерархическая структура сети.

Традиционно в промышленных сетях используется токовая петля. Как правило промышленные сети строятся по иерархическому принципу:

-уровень планирования;

-уровень управления техническим процессом;

-цеховой уровень;

-полевой уровень.

Каждый уровень иерархии предъявляет целый ряд требований к физической среде передачи, методам передачи, к рабочим хар-кам, допустимой задержки, длины сообщений, скорости.

2.Какие преимущества обеспечивает разделение сетей по уровням?

на уровне планирования готовятся технологические документы которые пересылаются к рабочим местам (большие объёмы информации как правило передаваемые по Интернету )
для уровня управления характерными являются апериодические сообщения относительно большого объёма, для различных п/с. Если обмен выполняется в ходе технического процесса то м.б. введены ограничения на время обмена. Уровень управления производством состоит из участков объединённых в группы, контролирующие технологический процесс.
Внутри группы управление происходит на цеховом уровне, особенностью которого является синхронизация процессов работ в режиме реального времени, что не совместимо с длинной передаваемых пакетов информации, гибкая реконфигурация системы, необходимая адаптация к изменению количества и типа изделий.
Уровень датчиков - низкий уровень. Включает соответствующие технологическому процессу датчики и используемые механизмы. Задача этих устройств формировать и передавать информацию о состоянии технологического процесса. Общим для этого уровня является работа в реальном масштабе времени, с ограниченным временем отклика. Информация о событиях не большого объёма. Наличие не интеллектуальных и интеллектуальных устройств, работа с несколькими ведущими, работа в условии промышленных помех, повышенная достоверность передачи информации.

3. Какие факторы необходимо учитывать при выборе промышленной сети?

Типовые требования предъявляемые к промышленным сетям:

Простая среда передачи, желательно 2-х проводные линии
Возможность работы с различными топологиями
Расстояние передачи до нескольких км ъ
Желательно наличие электропитания через шину
Различные режимы передачи информации (шипроковещ, групповой, адресн)
Защита передачи информации
Повышенная достоверность
Возможность изменения числа узлов в сети
Простая реконфигурация
Относительно низкая цена качества

4.Основные требования, предъявляемые к уровню датчиков.

Одним из наиболее распространённых уровней датчиков является CAN bus

Этот интерфейс отличается повышенной надёжностью, относительно высокой скоростью, отсутствием автоконфигурации, на которое требуется много времени, но с возможностью изменения конфигурации сети, относительно быстрое время реакции на запрос, повышенная эксплутационная надёжность и одна не обнаруженная ошибка за 1000 лет, высокие скорости обмена 1мб/сек, на 40 метров, разнообразные топологии (шина, звезда), использование радиоканалов, использование линий связи (оптоволокно, витая пара, инфракрасный порт..), базовый электрический сигнал – дифференциальный, допускаются потенциальные сигналы. Развитей механизм анализа ошибок.

В системе не только обнаруживается ошибка, но в зависимости от её частости контроллер может переходить в различные состояния: активная ошибка, пассивная ошибка и отключение модуля.

Принцип действия:

На стадии арбитража определяется ведущее устройство. Интерфейс работает в широковещательном режиме. В качестве идентификатора перед информацией используется особое поле, разрядность которого 11 или 29 бит ведущее устройство начинает передачу с поля идентификатора. Все устройства подключённые к сети читают эту информацию, но считывают эту информацию устройства у которых идентификатор совпадает с передаваемым.

Достоверность передачи информации обеспечивается следующими механизмами:

- битстафинг

- CRC

- контроль кадра

- мониторинг шины

- бит подтверждения приёма данных

- для передачи информации используется NRZ кодирование.

В процессе обмена информацией используется 4 типа пакетов:

пакет данных
пакет удалённого доступа, если ведущему устройству необходимы данные от других узлов
пакет ошибки
пакет перегрузки, который формируется в том случае, если приёмник не успевает принимать передавать информацию.

Контроллеры CAN bus входят в состав ОМК, разработанных ведущими фирмами либо выпускается у виде автономных блоков. И в том и в другом случае необходимы внешние приёмопередатчики

Основные характеристики:

способ реализации (программ/аппарат)
возможные используемые кадры
возможность программного управлении идентификаторами
наличие буферов FIFO на входе и выходе.

В чем особенности уровня датчиков? Цехового уровня? Уровня управления?

на уровне планирования готовятся технологические документы которые пересылаются к рабочим местам (большие объёмы информации как правило передаваемые по Интернету)
для уровня управления характерными являются апериодические сообщения относительно большого объёма, для различных п/с. Если обмен выполняется в ходе технического процесса то м.б. введены ограничения на время обмена. Уровень управления производством состоит из участков объединённых в группы, контролирующие технологический процесс.
В нутрии группы управление происходит на цеховом уровне особенностью которого является синхронизация процессов работа в режиме реального времени, что не совместимо с длинной передаваемых пакетов информации, гибкая реконфигурация системы, необходимая адаптация к изменению количества и типа изделий.
Уровень датчиков - низкий уровень. Включает соответствующие технологическому процессу датчики и используемые механизмы. Задача этих устройств формировать и передавать информацию о состоянии технологического процесса. Измеренные значения являются базисами для вмешательства в технологический процесс или управления. Общим для этого уровня является работа в реальном масштабе времени, с ограниченным временем отклика. Информация о событиях не большого объёма. Наличие не интеллектуальных и интеллектуальных устройств, работа с несколькими ведущими, работа в условии промышленных помех , повышенная достоверность передачи информации.

Содержание