Реферат: «Промышленные локальные сети, Ethernet tcp/ip (IP)»
Название: «Промышленные локальные сети, Ethernet tcp/ip (IP)» Раздел: Остальные рефераты Тип: реферат | ||||||||||||||||||||||||
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Тольяттинский государственный университет Институт финансов, экономики и управления Кафедра «Менеджмент организации» Реферат по теме «Промышленные локальные сети, Ethernet TCP/IP (IP)» Дисциплина «Сети ЭВМ» Выполнил: Кабанова Л.Р. Группа: УК – 201 Проверил: Сенько В.В. Тольятти 2010 Содержание: Введение…………………………………………………………………… 3 1. Промышленные локальные сети…………………………………………. 4-5 2(а). TCP/IP…………………………………………………………… 5-11 2(б). Сеть ControlNet™………………………………………………. 11-14 2(в). Сеть Data Highway Plus™ (DH+)……………………………… 14-15 2(г). Шина DeviceNet™……………………………………………… 15-17 2(д). AS -I (Actuator Sensor Interface)………………………………... 17-18 3. Промышленный Ethernet………………………………………………….. 19-20 4. Оборудование для промышленной Ethernet-инфраструктуры…………. 20-23 5. Ethernet наступает…………………………………………………………. 24-25 Заключение………………………………………………………………… 26 Литература
Введение Построение единой информационной инфраструктуры промышленных предприятий, обеспечивающей совместную работу программных и аппаратных средств систем АСУП и АСУТП, становится все более актуальной задачей. На пути резко возрастающих информационных потоков стоят технологические барьеры между различными уровнями автоматизации, возникшими в результате независимого развития АСУП и АСУТП. По оценкам экспертов, только сбор данных в реальном масштабе времени о различных аспектах производственных процессов приведет в ближайшие годы почти к тридцатикратному увеличению трафика в распределенных системах промышленного управления, причем значительно возрастут потоки информации между датчиками и программируемыми контроллерами. Поэтому одной из задач комплексной автоматизации является организация межсетевого обмена в масштабах всего предприятия на основе стандартной масштабируемой высокопроизводительной технологии. Современные системы АСУП, базирующиеся на стандартах, используют в коммуникационных инфраструктурах сети Ethernet и протоколы TCP/IP. В информационных комплексах предприятий широко применяются Internet-технологии. В области АСУТП со стандартизацией дело обстоит намного хуже. Существует более полусотни коммуникационных технологий, относящихся к классу промышленных сетей или полевых шин, предоставляющих возможность создания распределенных систем, в состав которых входят программируемые логические контроллеры, датчики и исполнительные устройства. Значительная часть этих технологий основана на собственных протоколах и аппаратных средствах компаний-производителей. Естественно, интерес к унификации промышленных сетей, предоставляющих возможность построения мультивендорных систем, весьма велик, хотя этому и препятствует достаточно узкая сегментация рынка по отраслям промышленности, а также коммерческие интересы крупнейших производителей (Fisher-Rosemount, Honeywell, Rockwell Automation, Siemens и ряда других), долгое время выпускающих собственные коммуникационные продукты. В последние годы поставщики оборудования для автоматизации производственных процессов обратили внимание на Ethernet. Однако до сих пор вопрос о масштабах проникновения Ethernet в комплексы управления производственными процессами и возможности замены таких распространенных технологий, как Foundation Fieldbus, Profibus или DeviceNet, остается открытым. Промышленные локальные сети Промышленная сеть — сеть передачи данных, связывающая различные датчики, исполнительные механизмы, промышленные контроллеры и используемая в промышленной автоматизации. Термин употребляется преимущественно в автоматизированной системе управления технологическими процессами (АСУ ТП). Описывается стандартом IEC 61158. Устройства используют сеть для: · передачи данных, между датчиками, контроллерами и исполнительными механизмами · диагностики и удалённого конфигурирования датчиков и исполнительных механизмов · калибрования датчиков · питания датчиков и исполнительных механизмов · передачи данных между датчиками и исполнительными механизмами минуя центральный контроллер · связи между датчиками, исполнительными механизмами, ПЛК и АСУ ТП верхнего уровня · связи между контроллерами и системами человеко-машинного интерфейса (SCADA) В промышленных сетях для передачи данных применяют: · кабели · волоконно-оптические линии · беспроводную связь (радиомодемы и Wi-Fi). Промышленные сети могут взаимодействовать с обычными компьютерными сетями, в частности использовать глобальную сеть Internet. Полевые шины Более 30 лет компании, занимающиеся промышленной автоматизацией, создавали собственные «нишевые» полевые шины для связи оборудования контроля и управления производственными процессами. Это требовало значительных финансовых и временных затрат на проектирование конфигураций и протоколов промышленных сетей, их кабельных систем, специализированных микросхем, интерфейсных блоков и программного обеспечения. В середине 80-х в Международной электротехнической комиссии (МЭК) началась разработка стандарта промышленной сети IEC61158, который не утвержден до сих пор. В начале 90-х приобрела статус национального стандарта спецификация Profibus, созданная группой специалистов ряда компаний и исследовательских институтов Германии. В середине 90-х американская ассоциация Fieldbus Foundation завершила разработку промышленной сети Foundation Fieldbus, а в Европе появился European Fieldbus Standard, основанный на национальных стандартах Германии (Profibus), Дании (P-Net) и Франции (FIP). Это лишь небольшая часть подобных спецификаций. Следует отметить, что многие производители продают или выпускают вместе с партнерами оборудование для сетей различных стандартов. Идея международной стандартизации в области коммуникации в различных отраслях промышленности не потеряла своей привлекательности как для производителей, так и для многочисленных системных интеграторов. В конце 1999 года большинство национальных комитетов МЭК одобрили создание на основе IEC61158 проекта стандарта Final Draft International Standard for Data Link Layer and Application Layer, включающего около десятка независимых технологий полевых шин. Термин полевая шина является дословным переводом английского термина fieldbus . Термин промышленная сеть является более точным переводом и в настоящее время именно он используется в профессиональной технической литературе. TCP / IP
ControlNet™ Сеть Allen-Bradley ControlNet является современной управляющей сетью, которая удовлетворяет требованиям приложений реального времени с высокой пропускной способностью. Сеть ControlNet объединяет функциональность сети ввода/вывода и сети обмена «точка-точка», обеспечивая высокую производительность для обеих функций. Сеть ControlNet обеспечивает детерминированные, периодические пересылки всех критических управляющих данных, в дополнение к поддержке пересылки некритичных ко времени данных. Фирменный метод доступа к носителю, используемый в сети ControlNet, приводит к детерминированной доставке критичных ко времени данных (запланированных), назначая им более высокий приоритет, чем для некритичных ко времени данных (незапланированных). В результате, обновление входов/выходов и взаимные блокировки контроллеров всегда берут приоритет над загрузкой/сохранением программ и обменом сообщениями. Сеть ControlNet и такие продукты, как устройство для связи ControlNet<–>DeviceNet (номер по каталогу 1788-CN2DN), помогают создать решения, которые интегрируют устройства FOUNDATION Fieldbus и устройства DeviceNet в общую, полную архитектуру. Все устройства в сети ControlNet имеют прямой доступ ко всем данным в сети FOUNDATION Fieldbus. Устройство для связи ControlNet<–>FOUNDATION Fieldbus (H1) (номер по каталогу 1788-CN2FF), имеет много преимуществ: · конфигурирование устройств FOUNDATION Fieldbus из сети ControlNet; · двухстороннее совместное использование данных между устройствами ControlNet и FOUNDATION Fieldbus; · диагностическая обратная связь и мониторинг нескольких сетей FOUNDATION Fieldbus из одной сети ControlNet; · централизованные контроллеры в сети ControlNet управляют событиями в сети FOUNDATION Fieldbus. Гибкие опции инсталляции сети ControlNet включают: o Опция избыточного носителя помогает быть уверенным, что система может поддерживать функционирование при повреждении кабеля; o Опция искробезопасности позволяет вам установить сеть ControlNet во взрывоопасных условиях. Сочетание волоконно- оптических концентраторов ControlNet 1786 и ControlNet Ex 1797 обеспечивает безупречный высокоскоростной детерминированный поток данных и обмен сообщениями между опасными и безопасными областями. Эта комбинация функционирует как естественный безопасный разделитель между опасными и безопасными областями и может обеспечить дальнюю связь.
Сеть ControlNet обеспечивает функции Data Highway Plus и универсального Remote I/O Allen-Bradley со скоростью 5 Мбит/с. Несколько процессоров могут управлять своими собственными назначенными выходами по одному общему сегменту ControlNet и каждый из них — считывать состояние всех входов на сегменте. Любой процессор на сегменте может послать сообщение любому другому процессору на сегменте. Сообщения от узла на одном сегменте ControlNet могут быть маршрутизированы через шлюз ControlLogix к узлу на другом сегменте ControlNet, сегменте DeviceNet, сегменте DH+ или сегменте Ethernet.
· Поддерживает программирование, межпроцессорное управление и управление вводом/выводом на одном сегменте без влияния на ввод/вывод, критичный ко времени. · Опции избыточности носителя и искробезопасности. · Обеспечивает функции сетей Data Highway Plus и универсального Remote I/O при 5 Мбит/с. · Обеспечивает высокую пропускную способность данных, что улучшает производительность ввода/вывода и взаимные блокировки контроллеров. · Поддерживает максимум 99 узлов, без минимального расстояния между ними. · Обеспечивает простую, гибкую установку и настройку, которые не требует специальных инструментов. · Позволяет вам иметь доступ к сети из любого узла для программирования процессора PLC и диагностики. · Широковещание данных, как входов, так и обмена, для сокращения программирования. · Включает улучшенную системную диагностику, которая облегчает конфигурирование и поддержку. · Широкий выбор устройств ввода/вывода. · Обеспечивает детерминированную, циклическую передачу данных от/к устройствам дискретного и аналогового ввода/вывода. · Позволяет вам выбрать время обновления входов/выходов и блокировок между процессорами PLC, которое соответствует требованиям вашего приложения. · Позволяет процессорам связываться с несколькими устройствами за одну пересылку. · Устраняет необходимость программирования блок-трансферов. · Совместим с большим числом текущих продуктов Allen-Bradley и будет совместимым с еще большим в будущем. · Обеспечивает работу в средах с высоким уровнем помех с помощью волоконно-оптических сегментов. · Сообщения от/к узлу на одном сегменте ControlNet могут быть маршрутизированы через шлюз ControlLogix к узлу на другом сегменте ControlNet, сегменте DH+ или сегменте Ethernet.
Сеть ControlNet хорошо подходит к приложениям, которые требуют высокоскоростной дискретный ввод/вывод и/или удаленный аналоговый ввод/вывод, например: · Автомобилестроительные поточные линии, покрасочные линии и сборочные конвейеры. · Водоснабжение/водоочистка. · Пищевая промышленность. · Фармацевтическая промышленность. · Испытательные стенды. · Секционные конвейерные линии. · Распределенные механизмы и машины. · Фильтровальные прессы. · Обработки багажа. · Большинство других высокоскоростных приложений, которые требуют: точную синхронизацию управления, высокую производительность и скорость, быстрый счет входов/выходов, распределение через большие расстояния на местности, производительность в реальном времени. Data Highway Plus™ (DH+) Сеть Data Highway Plus — локальная сеть, разработанная для поддержки удалённого программирования в приложениях уровня заводской площадки.
Сеть Data Highway Plus позволяет вам подключить к сегменту максимум до 64 устройств (хотя рекомендуется подключение не более 15 узлов), включая: · программируемые контроллеры SLC 500 и PLC-5; · цветные графические системы; · персональные компьютеры; · главные компьютеры; · устройства числового управления; · программируемые RS-232-C/RS-422 устройства.
Вы можете сконфигурировать сеть с 99 сегментами. На сегментированной сети вы можете иметь больше узлов. Устанавливая узлы в соответствующие сегменты с некоторыми из узлов и отделяя их от других, вы можете также увеличить эффективность доставки сообщений.
Используя программное обеспечение Rockwell Software, вы можете программировать контроллеры PLC по сети Data Highway Plus. Вы можете программировать контроллеры PLC со своего локального или удалённого сегмента DH+. Это означает, что один промышленный терминал, подключенный к вашей сети, может быть использован для программирования всех контроллеров PLC на всех сегментах вашей сети. Коммуникационный модуль интерфейса ControlLogix (номер по каталогу 1756-DHRIO) обеспечивает подключение двух сегментов DH+ к задней шине ControlLogix, обеспечивая маршрутизацию сообщений между сегментом DH+ и: · сегментами ControlNet; · сегментами Ethernet; · сегментами DeviceNet; · другими сегментами DH+. Вы можете также использовать модули Data Highway Plus для организации системы SCADA.
· Имеет переключатели на каждом интерфейсе, что облегчает переконфигурацию вашей сети при её изменении. · Осуществляет поддержку диагностики сети, которая позволяет избегать дорогостоящих простоев и улучшить эффективность сети. · Позволяет вам использовать коммуникационное ПО, чтобы обеспечить драйвер связи Data Highway Plus для различных компьютерных платформ. DeviceNet™ DeviceNet: универсальная шина для заводских сетей нижнего и среднего уровней · Происхождение: Allen-Bradley, 1994 год. Основа: технология CAN (Controller Area Nerwork), заимствованная из автомобильной промышленности. · Максимальное число узлов: 64. · Коннекторы: популярные быстроразборные 18-миллиметровые ("мини-") и 12-миллиметровые ("микро-") разъемы с гнездами и штекерами в герметичном исполнении и универсальные 5-штырьковые клеммные блоки. · Длина соединения: от 100 до 500 метров. · Скорость передачи данных: 125, 250 и 500 Кбит/с. · Максимальный размер сообщения: 8 байт на сообщение для одного узла. · Типы сообщений: Polling (опрос), Strobing (стробирование), Change-of-State (изменение состояния), Cyclic (циклическое); Explicit (для передачи конфигурационных сведений и значений параметров) и UCMM (для обмена между одноранговыми устройствами). Модель обмена производитель/потребитель (Producer/Consumer). · Поддерживающая организация: Open DeviceNet Vendor Association . Типичные области применения: в основном сборочные, сварочные и транспортировочные агрегаты. Используется для однокабельного соединения многовходовых блоков датчиков, интеллектуальных датчиков, пневматических вентилей, считывателей штрих-кодов, приводов и операторских пультов. Особенно широкое распространение данная шина получила в автомобильной и полупроводниковой отраслях промышленности. Достоинства: дешевизна, широкое распространение, высокая надежность, эффективное использование пропускной способности, подача питающего напряжения по сетевому кабелю. Недостатки: ограниченная пропускная способность, ограниченный размер сообщений, ограниченная длина соединения. Гибкая DeviceNet - это гибкая промышленная шина общего назначения, удовлетворяющая 80% стандартных требований, предъявляемых к прокладке кабелей внутри промышленных установок и цехов. Поскольку питающее напряжение для устройств автоматики подается по сетевому кабелю, общее число используемых кабелей и сложность разводки минимальны. Протокол DeviceNet поддерживается сотнями разнотипных устройств (от интеллектуальных датчиков до вентилей и операторских пультов) и сотнями различных производителей. Сеть DeviceNet имеет шинную топологию с отводами. Физической средой передачи является 4-проводной кабель (CAN_H, CAN_L, Vcc, Ground), причем возможны две его разновидности: толстый (внешний диаметр 12,2 мм) и тонкий (6,9 мм). Определены лишь три значения скорости передачи данных — 125, 250 и 500 кбит/с. Максимальные длины центральной магистрали и отводов в зависимости от скорости передачи и типа кабеля приведены в таблице:
Важной особенностью сети DeviceNet является возможность питания модулей непосредственно от сетевого кабеля (24 В, до 8 А на толстом кабеле), а также допускается применение нескольких источников питания в любой точке шины. Все это дает возможность построения автономной сети, не зависящей от наличия или качества внешнего питания, а при необходимости позволит легко демонтировать и снова развернуть систему на новом месте. Сеть DeviceNet допускает “горячее” (без обесточивания сети) подключение и отключение модулей.
AS-I (Actuator Sensor Interface) · Происхождение: консорциум AS-I Consortium, 1993 год. · Максимальное число узлов: 31 подчиненный, 1 главный. · Коннекторы: монтируемые с прорезанием изоляции разъемы для плоского желтого кабеля, двухпозиционные клеммные колодки и 12-миллиметровые быстроразборные ("микро-") разъемы. · Длина соединения: 100 метров; с ретрансляторами до 300 метров. · Скорость передачи: 167 Кбит/с. · Размер сообщений: 8 бит (4 входящих, 4 исходящих) на сообщение для одного узла. · Метод обмена сообщениями: Strobing (стробирование). · Поддерживающая организация: AS - I Trade Organization Типичные области применения: в основном в сборочных, сварочных и транспортировочных агрегатах. Используется для однокабельного соединения многовходовых блоков датчиков, интеллектуальных датчиков, пневматических вентилей, коммутаторов и индикаторов. Достоинства: чрезвычайная простота, дешевизна, распространенность, высокое быстродействие, подача питающего напряжения по сетевому кабелю. Превосходное средство для объединения устройств цифрового ввода/вывода. Недостатки: плохо подходит для объединения устройств аналогового ввода/вывода; ограниченные размеры сети; слабая распространенность в Северной Америке (в настоящее время). Примечание: недавно вышедшая новая спецификация AS-I допускает подключение 62 (вместо 31) подчиненных устройств с 4 входами и 3 выходами каждое. В настоящий момент данную спецификацию поддерживает малое число производителей, однако удовлетворяющие ей новые устройства могут использоваться наравне со старыми. Технология ASI была разработана консорциумом европейских производителей средств автоматизации, осознавшим потребность объединения в сеть простейших устройств на самом нижнем уровне. Сеть ASI дешева и чрезвычайно просто конфигурируется. Чаще всего данная шина используется для подключения датчиков приближения, фотоэлементов, концевых выключателей, вентилей и индикаторов в системах типа упаковочных линий и транспортировщиков материалов. Шина ASI разрабатывалась для применения в небольших системах с устройствами цифрового ввода/вывода. Сеть допускает объединение до 31 подчиненного устройства с 4 входами и 4 выходами каждое, что в совокупности дает 248 линий ввода/вывода. Если вы умеете программировать видеомагнитофон, вы умеете программировать и сеть ASI. Вне всякого сомнения, ASI самая простая промышленная шина. В технологии ASI реализовано множество сложных и "умных" механизмов, гарантирующих быструю и надежную доставку данных и обеспечивающих дружественность по отношению к пользователю. Все, что необходимо сделать пользователю при конфигурировании сети, это задать адрес каждого узла, а также его (узла) входы и выходы. Самая известная особенность шины ASI - ее плоский желтый кабель, подключение к которому осуществляется методом монтажа с прорезанием изоляции; тем самым устраняется необходимость в дорогих тройниках и применении сложных разъемов. Устройство просто прижимается к кабелю и соединение установлено. Для питания слаботочных устройств ввода в сигнальном кабеле имеется постоянное напряжение 30 В. Питание для устройств вывода может подаваться по дополнительному плоскому (черному) кабелю; большинство устройств вывода имеет клеммы, предназначенные для подключения этого кабеля. Нередко задается вопрос: не приводит ли отсутствие экранирования к тому, что сети ASI оказываются чувствительны к наводкам? Дело в том, что информация передается по кабелю в виде сигналов синусоидальной формы, отличающихся чрезвычайно узким частотным спектром. Подавление иных частот осуществляется распределенными по всей сети фильтрами, благодаря чему сети ASI могут работать без ошибок передачи данных в шумных (в смысле электрических помех) средах даже в сварочных автоматах. Аналоговые сигналы также могут передаваться по ASI-линиям, однако в этом случае каждый узел может представлять лишь одно аналоговое устройство, а передача сигналов, требующих более четырех бит, должна осуществляться методом фрагментации. Сеть ASI детерминированная. Это означает, что всегда можно сказать с полной уверенностью, через какой временной промежуток изменение состояния подчиненного устройства станет известно главному. Для вычисления этого промежутка необходимо число узлов (включая главное устройство) умножить на 150 микросекунд. Максимальная задержка в сети ASI составляет, таким образом, 4,7 миллисекунды, что является очень неплохим результатом для большинства систем (у многих программируемых контроллеров длительность цикла опроса составляет 20 и более миллисекунд!). Только отсюда начинается текст Вашего рефаПромышленный EthernetДаже в настоящее время Ethernet остается одной из самых востребованных сетей, так что имеет смысл рассмотреть ее отдельно.Industrial Ethernet (промышленный Ethernet) - стандартизованный ( IEEE 802.3 и 802,11 ) вариант Ethernet для применения в промышленности. Сеть с процедурой доступа CSMA/CD . Сеть с процедурой доступа CSMA / CD . Industrial Ethernet обычно используется для обмена данными между программируемыми контроллерами и системами человеко-машинного интерфейса, реже для обмена данных между контроллерами и, незначительно, для подключения к контроллерам удаленного оборудования (датчиков и исполнительных устройств). Industrial Ethernet обычно используется для обмена данными между программируемыми контроллерами И системами человеко-машинного интерфейса, реже для обмена данных между контроллерами и, незначительно, для подключения к контроллерам удаленного оборудования (датчиков и исполнительных устройств). Широкому применению Ethernet в последних задачах препятствует суть метода CSMA/CD, делающая невозможным гарантию обмена небольшим количеством информации (единицы байт) с высокой частотой (миллисекундные циклы обмена). Широкому применению Ethernet в последних задачах препятствует суть метода CSMA / CD, делающая невозможным гарантию обмена небольшим количеством информации (единицы байт) с высокой частотой (миллисекундные циклы обмена). Отличия от обычного EtherNet · Стандарты на кабели и разъемы, удовлетворяющие специфическим требованиям промышленности: усиленное экранирование, стойкость к агрессивным средам и т. п. Стандарты на кабели и разъемы, удовлетворяющие специфическим требованиям промышленности: усиленное экранирование, стойкость к агрессивным средам и т п.. · Специальные стандарты и устройства для связи с подвижными объектами: гибкие кабели, устройства беспроводной связи Специальные стандарты и устройства для связи с подвижными объектами: гибкие кабели, устройства беспроводной связи · Дополнение стека протоколов TCP/IP протоколом RFC 1006 обеспечивает регулярную и частую передачу по сети небольших объемов информации, что характерно для обмена данными между промышленными контроллерами Дополнение стека протоколов TCP / IP протоколом RFC 1006 обеспечивает регулярную и частую передачу по сети небольших объемов информации, что характерно для обмена данными между промышленными контроллерами · C помощью специальных коммутаторов можно организовать кольцевую топологию, которая при обрыве восстанавливает связь, то есть находит новый путь для передачи данных значительно быстрее, чем применяемый в обычных сетях «алгоритм избыточного дерева» С помощью специальных коммутаторов можно организовать кольцевую топологию, которая при обрыве восстанавливает связь, то есть находит новый путь для передачи данных значительно быстрее, чем применяемый в обычных сетях «алгоритм избыточного дерева» · Частое использование наряду со стеком протоколов TCP/IP специфического стека протоколов ISO Transport Protocol Частое использование наряду со стеком протоколов TCP / IP специфического стека протоколов ISO. В настоящий момент Ethernet – это самый распространенный и практически универсальный международный сетевой стандарт. Используя стандартизованную инфраструктуру с различными средами передачи данных (коаксиальный кабель, витая пара, волоконная оптика, радиоканал, инфракрасный канал), сеть Ethernet поддерживает передачу больших объемов данных с высокой скоростью и способна удовлетворить потребности достаточно крупных систем. Использование компьютерных и Internet-технологий набирает обороты, вместе с тем растут и объемы передаваемых данных, что приводит к более интенсивному использованию существующих сетевых ресурсов. Сетевые коммуникации и различные взаимодействующие сетевые протоколы были интегрированы во все операционные системы и, следовательно, легко доступны пользователю. Оборудование для промышленной Ethernet-инфраструктуры
Медиа-конвертеры Коммутаторы (Switch) Коммутаторы FL SWITCH SF и FL SWITCH SFN позволяют быстро и недорого расширить сеть и могут размещаться как в шкафах управления, так и непосредственно в производственных цехах предприятия. Коммутаторы FL Switch MMS и FL Switch MCS являются управляемыми по протоколу SNMP, который позволяет администратору ЛВС контролировать работу удаленных узлов сети. Ethernet наступает Но, как известно, разработка стандартов требует достаточно длительного времени, и производители предлагают собственные решения. Компания Schneider в рамках концепции Transparent Factory выбрала Ethernet и протоколы TCP/IP для сетей и полевых шин, а Web-технологии — для доступа к информации в настоящих и будущих разработках, не отказываясь в то же время от своих традиционных решений. В Hirschmann создали на базе Ethernet собственную архитектуру Distributed Communication Architecture (DCA) и предложили трехфазную стратегию внедрения Ethernet в АСУТП. В основе DCA — интеллектуальный коммутатор, поддерживающий логическую кольцевую архитектуру с дублированными каналами связи. Hirschmann выпускает коммутаторы и концентраторы Ethernet, соответствующие требованиям механической монтажной шины DIN 35, с 24-вольтовым питанием постоянного тока, сохраняющие работоспособность при повышении температуры до 60°С. В июне текущего года на рынок промышленных сетей вышла Cisco Systems, которая организовала совместно с GE Industrial Systems компанию GE Cisco Industrial Networks. Партнеры надеются создать единую коммуникационную инфраструктуру предприятия и распространить на сферу промышленной автоматизации такие преимущества Ethernet, как относительно низкая стоимость установки и технической поддержки, а также простота интеграции с Internet. Ожидается, что в течение трех–пяти лет продажи нового предприятия достигнут 100 млн. долл. Эксперты считают эту сумму вполне реальной, поскольку прогнозируют 3-миллиардный объем рынка Ethernet для промышленных применений в 2003 году. Для сетевого гиганта Cisco несколько десятков миллионов долларов — незначительная добавка к многомиллиардному обороту. Однако тот факт, что компания, лидирующая в сетевой индустрии, проявила интерес к промышленным сетям, весьма примечателен. Правда, ее появление на этом рынке может увеличить количество частных решений, предлагаемых всеми крупными производителями. По-видимому ситуация будет развиваться по обычному сценарию: опережая разработку стандартов, начнут продвигаться продукты таких компаний, как Hilscher, Hirschmann, Siemens, а теперь еще и GE и Cisco. На сегодняшний день известно о ряде успешных применений Ethernet на цеховом уровне систем управления производственными процессами, в которых предусмотрены методы ограничения уровня трафика. Так, в новой базовой сети выпускающего более миллиона печатных плат в год предприятия Fanuc Automation, которое входит в состав корпорации General Electric, для управления пятью поточными линиями используются протоколы TCP/IP «поверх» Ethernet. Это позволяет осуществлять Web-контроль состояния производственного оборудования и передавать информацию о выпуске продукции, прохождении заказов и наличии необходимых материалов в ERP-приложение. Один из последних примеров — начало реализации в июле этого года пилотного проекта компании General Motors, в рамках которого сеть ControlNet, объединяющая программирумые логические контроллеры, заменяется на основе стандартных устройств Ethernet. Снизойдет ли Ethernet до инструментальных систем — покажет время. Некоторые аналитики отмечают избыточность протокола Ethernet, что усложняет и делает дороже передачу однобитовой информации. Другие полагают, что Ethernet — лишь одна из возможных технологий, которая будет сосуществовать с уже имеющимися полевыми шинами. Однако все сходятся в том, что огромные инвестиции в Ethernet стремительно меняют функциональность этой технологии. Действительно, сегодня Ethernet так же разительно отличается от своего предшественника, появившегося в начале 80-х, как современные ПК от компьютеров того времени.
Заключение На сегодняшний день есть множество промышленных сетей, которые отличаются по характеристикам, цене, надежности и т.д.. Есть и другие модели, находящиеся в стадии “раздумья” (компании пока решают, выгодно ли их использовать). Например, ячеистая сеть (которую иначе называют “multi-hop” - сеть со многими скачками, или же со многими центрами).Ячеистая сеть более устойчива, чем сеть с единственным центром, поскольку она не зависит от функционирования каждого узла. В сети с одним центром, когда единственная ТД выходит из строя, с ней перестает функционировать и вся сеть. В архитектуре ячеистой сети, даже если ТД отказывает или возникает высокий уровень интерференции, сеть продолжает работать - данные будут просто перенаправляться по другому маршруту. Ячеистые сети предоставляют значительные выгоды по сравнению с сетями с одним центром в самых разных условиях - в офисах, телекоммуникационных сетях поставщиков услуг и на промышленных предприятиях.Промышленные приложения - технология ячеистых сетей открывает широкие возможности и для коммерческого использования. Корпорация Intel уже сегодня широко применяет их в своих производственных процессах, в частности, для предупредительного контроля за оборудованием на фабриках по производству полупроводников. Тысячи сенсоров располагаются в самых разных местах оборудования для контроля вибрации, которую оно производит при своей работе, чтобы заранее почувствовать момент ее опасного нарастания и предотвратить выход того или иного устройства из строя. До недавнего времени большинство информации, записываемой сенсорами, собиралось вручную - процесс этот долгий и дорогостоящий. По этой причине информация собиралась достаточно редко на основе теоретических ожиданий о времени безаварийной работы устройств. Хотя ячеистые сети и позволяют надеяться на большие перспективы в будущем, есть много проблем на их пути к широкому распространению. Среди главных - установка, взаимосовместимость, сосуществование, качество услуг и безопасность. Ячеистые сети предлагают наиболее гибкое и оптимальное по соотношению цена/качество решение. Даже на самой ранней стадии своего развития технология демонстрирует колоссальный потенциал в плане создания эффективных беспроводных вычислительных решений для промышленного использования (и не только). Но, пока все это находится в разработке, придется пользоваться теми сетями, которые есть. Благо, они тоже обладают хорошими характеристиками. |