1. Области и особенности применения цпс в асу тп
Когда речь идет о построении систем с использованием устройств различных производителей, то неизбежно встают вопросы их совместимости. Уникальные системы, то есть системы, работающие по уникальным протоколам связи, производимые и поддерживаемые одной компанией, получили название закрытых систем. В тех случаях, где коммуникационные системы гомогенны (однородны), т.е. построены из устройств одного производителя, там аппаратно-программные проблемы, как правило, решены. Успешно интегрировать в единую систему изделия от различных производителей, позволяет использование принципов открытых систем, что предполагает стандартизация и доступность.
Сеть считается открытой, если она удовлетворяет следующим критериям:
наличием полных опубликованных спецификаций с возможностью их приобретения за разумные деньги;
наличием критического минимума доступных компонентов (интерфейсные кристаллы и готовые изделия) от ряда независимых поставщиков;
организацией хорошо определенного процесса ратификации возможных дополнений к стандартам и спецификациям.
Более коротко это можно сформулировать так: каждый желающий имеет возможность использовать то, что уже наработано, или выполнять собственные разработки, в том числе и такие, которые могут использоваться другими. Если некоторая fieldbus - технология относится к открытым системам, то она должна обладать следующим рядом принципиальных качеств:
включаемостью (interconnectivity), то есть возможностью свободного физического включения в общую сеть устройств от различных производителей;
взаимодействием (interoperability), то есть возможностью построения работоспособной сети на основе включения компонентов от различных поставщиков;
взаимозаменяемостью (inter-changeability) - возможностью замены компонентов аналогичными устройствами от других производителей.
Очевидно, что конечной целью создания открытой промышленной сети является достижение именно взаимозаменяемости отдельных ее компонентов. Это возможно, если спецификации протоколов полные и существует отлаженная система тестирования и сертификации новых изделий.
Подчеркнем две особенности современных цифровых промышленных сетей (ЦПС) - распределенный характер «интеллекта» и цифровой способ обмена данными между узлами сети. Узлы ЦПС располагаются максимально приближенно к оконечным устройствам, благодаря чему длина аналоговых линий сокращается до минимума. Каждый узел ЦПС является «интеллектуальным» устройством и выполняет несколько функций:
приём команд и данных от других узлов ЦПС;
съём данных с подключённых датчиков;
оцифровка полученных данных;
отработка технологического алгоритма
выдача управляющих воздействий на подключенные исполнительные механизмы по команде другого узла или согласно технологическому алгоритму,
передача накопленной информации на другие узлы ЦПС.
Преимущества ЦПС по сравнению с централизованными системами можно подразделить на две категории:
- переход на цифровую передачу данных означает возможность замены километров дорогих кабелей несколькими сотнями метров дешевой витой пары;
- экономический эффект от сокращения расходов на тонны меди и вспомогательное оборудование (кабельные каналы, клеммы, шкафы) хорошо просчитывается и очевиден.
ЦПС обеспечивают дополнительные преимущества по таким показателям, как надёжность, гибкость и эффективность, что является прямым следствием их децентрализованной структуры. Кроме того, следует также отметить информационные возможности цифрового канала передачи данных. Если ранее по одной паре проводов можно было получить только одно-единственное текущее значение измеряемой величины или, напротив, передать исполнительному механизму одну команду, то теперь количество передаваемых данных зависит только от «интеллектуальных» возможностей оконечных устройств. Что особенно важно, информационный канал становится двунаправленным. Наиболее важным практическим следствием этого обстоятельства является возможность осуществления удаленной параметризации и калибровки оконечных устройств.