 |
Сопряжение верхнего и нижнего уровней АСУ тепличного комбината
|
|
|
|
Одной из составных частей современного электронного оборудования стали коммуникационные сети. Они занимают серьезное место в области использования персональных компьютеров, периферийных устройств, офисного оборудования, управления инженерным оборудованием зданий, контроля производственных процессов и даже в таких областях, как управление различными приборами автомобилей и управление бытовой техникой. Однако, в зависимости от области применения требования к сетям совершенно различны. Так как между нижним и верхним уровнями АСУ тепличного комбината происходит постоянный обмен информацией о ходе технологического процесса, поэтому необходимо организовать её надежную передачу.
Выбор сети
Одним из важных параметров любой сети является скорость передачи информации, выражаемая в битах в секунду [bps], Если в течение долей секунды должны быть переданы миллионы бит информации, как в случае использования компьютерных сетей, то необходимо использование высокоскоростной архитектуры, поддерживающей передачу данных со скоростями порядка 10 миллионов бит в секунду. Такие задачи чаще всего решаются путем использования сети ETHERNET. Сети ETHERNET могут расширяться фактически бесконечно, однако практически размеры сети ограничены финансовыми параметрами, такими как стоимость репиторов, мостов и маршрутизаторов, а также увеличивающейся с ростом сети нестабильностью ее работы и увеличением времени отклика. Существуют также и другие системы, позволяющие обеспечить близкие параметры по скорости передачи информации. Одним из таких примеров являются системы, построенные на основе интерфейса RS485.
Одно из важных свойств сети состоит в минимальных затратах, необходимых для прокладки линий связи, по которым информация из различных точек будет поступать на центральный пульт управления. С центрального пульта может осуществляться контроль за состоянием различных датчиков и, наоборот, могут передаваться сигналы управления открыванием дверей, включением и выключением света, кондиционеров, или подаваться сигналы тревоги, если, например, разбито окно, открыта дверь в недопустимое время или произошел выход процесса за технологические границы. Аналогичная концепция может использоваться для контроля за производственным оборудованием и дистанционного управления им из одной точки.
|
|
|
Для всех этих областей применения характерны некоторые общие свойства, предъявляемые к параметрам сети:
1. Большое и непредсказуемое число точек расположения приборов.
2. Значительная протяженность линий связи.
3. Небольшой объем передаваемых данных.
4. Некритичность к скорости передачи данных.
Однопроводная информационная сеть MicroLAN имеет следующие преимущества:
1. Простое и оригинальное решение адресуемости абонентов.
2. Несложный протокол.
3. Простая структура линии связи.
4. Легкое изменение конфигурации сети.
5. Значительная протяженность линий связи.
6. Исключительная дешевизна всей технологии в целом.
Выбор типа линии связи
MicroLAN представляет собой информационную сеть, использующую для осуществления цифровой связи одну линию данных и один возвратный (или земляной) провод. Таким образом, для реализации среды обмена этой сети могут быть использованы, как доступные кабели, содержащие неэкранированную витую пару той или иной категории, так и обычный телефонный провод. Подобные кабели при их прокладке не требуют, как правило, наличия какого-либо специального оборудования. Ограничение максимальной длины однопроводной линии, реализуемое без специальных дополнительных вспомогательных устройств (повторителей), регламентировано на уровне 300м. Как правило, однопроводные линии связи сети MicroLAN имеют структуру, состоящую из трех основных проводников: DATA - шина данных, RET - возвратный или земляной провод, EXT_POWER - внешнее питание не только обслуживаемых ведомых устройств, но и внешних относительно них цепей датчиков и органов управления. В зависимости от способа прокладки, сопряжения с ведомыми устройствами и используемых при прокладке материалов, в соответствии с табл. 3.1 различают три основных варианта качества организации 1-Wire сетей, каждый из которых подразумевает использование особой технологии и аксессуаров при реализации линии [9].
|
|
|
Таблица 3.1. Варианты организации 1-Wire сетей.
| Классификация линии | Длина линии | Количество ведомых устройств | Тип используемого кабеля | Топология | Выходной каскад мастера линии |
| Короткие линии | До 30м | До 50шт. | 4-хпроводный телефонный | Свободная | Пассивная подтяжка |
| Средние линии | До 100м | До 200шт. | Витая пара 5 категории | Общая шина | Активная подтяжка |
| Длинные линии | До 300м | До 300шт. | IEEE1394 (Firewire) | Общая шина с единым стволом | Активная подтяжка с учетом тока в линии |
При анализе требований к информационной сети АСУ тепличного комбината были отмечены следующие факторы:
1. Длина линии составляет порядка 300 метров.
2. Количество ведомых устройств – до 50 шт.
3. Скорость передачи данных не имеет существенного значения, так как тепличный комбинат представляет собой сильно инерционный объект с постоянными времени порядка 2000 секунд.
Исходя из вышеперечисленных факторов, в информационной сети АСУ тепличного комбината будет использоваться IEEE1394(FireWire) кабель.
Firewire является эластичным огнеупорным кабелем с двойной изоляцией. Он состоит из двух индивидуально изолированных витых пар, плюс два отдельных проводника для подвода питания. Структура такой линии должна использовать один из проводов для передачи данных (DATA), второй в качестве возвратного проводника или земли (RETURN). Эти два сигнала передаются, как правило, по одной из витых пар. Третий проводник необходим для передачи энергии к однопроводным компонентам (EXT_POWER), а четвертый не используется (зарезервирован для применений пользователя).
|
|
|
