Обмен информацией между уровнями

Все уровни структуры должны иметь вертикальную информационно-техническую связь друг с другом. Так как между ними осуществляется обмен информацией. Этот обмен информацией происходит в обе стороны, снизу вверх и сверху вниз. Так например, данные из процесса (с полевого уровня), подлежат передаче на уровень управления. Речь идет о небольшом количестве информации являющейся актуальной в конкретный момент времени, но с высоким требованием к скорости передачи данных. Это данные например: о давлении в конкретной точке процесса или команды на остановку насоса по состоянию требований безопасности.

Отдельные датчики и исполнительные механизмы на работающих в настоящее время установках в основном не имеют собственной логики и присоединены непосредственно к уровню управления, в этом случае реализуется только простейшие передачи данных.

В настоящее время начинают использоваться датчики способные самостоятельно обрабатывать сигналы, производить предварительную обработку измеренных величин, сравнивать текущее значение с предельными значениями параметра, а так же получать и передавать несколько значений, это так называемые интеллектуальные датчики, которые способны выполнять, часть задач относящихся к уровню управления. Тем самым удается увеличить производительность обработки данных и одновременно сократить время обмена и объем трафика между полевым уровне и уровнем управления. Так как на уровне управления передаются только обработанные данные в сжатой форме.

Более выражена логика работы установки на уровне управления. Этот уровень в настоящее время общается не только с уровнем руководства производства, но так же с компонентами внутри своего уровня, за счет этого можно говорить о горизонтальной коммуникации, т.е. движение информации происходит внутри уровня управления.

Требования к связи на всех уровнях различны. Так на полевом уровне приводы и датчики общаются очень интенсивно с вышестоящим уровнем, при этом объем информации и срок службы данных относительно мал, но предъявляются высокие требования к скорости обмена.

С возрастанием уровней количество передач данных в единицу времени сокращается, но увеличивается размер данных и срок действия данных, требования к реальному времени понижаются.

Потребность в горизонтальной и вертикальной коммуникации встречается на всех уровнях, при этом каждый уровень работает в основном с данными, которые ему подчинены. Данные которые должны передаваться на вышестоящие уровни необходимо вначале сокращать, обобщать и сжимать. Данные которые должны передаваться на нижестоящий уровень необходимо перед этим дополнять требуемой информацией.

Если эти принципы будут выполнятся, то каждый уровень будет самостоятельным насколько это возможно и обмен информацией между уровнями будет минимально достаточным.

При прямых связях между компонентами одного уровня, связь между ними возможна только через вышестоящий уровень, при этом информация может запаздывать, если вышестоящий уровень окажется с ограниченной пропускной способностью.

Для реализации данного подхода на вторых уровнях должна быть обеспечена быстрая передача данных и при этом все устройства данного уровня, между которыми возникают коммуникативные отношения должны быть связаны друг с другом.

В крупных проектах автоматизации, такая структура скоро станет запутанной, так если каждый партнер будет соединен друг с другом, то образуется запутанная сеть с очень сложной и дрогой кабельной системой.