ЖУРНАЛ «СТА» №4/2002

ОБ ЗО Р / П Р ОМЫШЛ Е ННЫ Е С Е Т И 10 2)уровень управления технологичес- ким процессом, 3)уровень управления устройствами. На уровне управления предприятием располагаются обычные IBM РС сов- местимые компьютеры и файловые серверы, объединенные локальной се- тью. Задача вычислительных систем на этом уровне — обеспечение визуально- го контроля основных параметров про- изводства, построение отчетов, архи- вирование данных. Объёмы передавае- мых между узлами данных измеряются мегабайтами, а временные показатели обмена информацией не являются критичными. На уровне управления технологичес- ким процессом осуществляется теку- щий контроль и управление либо в ручном режиме с операторских пуль- тов, либо в автоматическом по зало- женному алгоритму. На этом уровне выполняется согласование параметров отдельных участков производства, от- работка аварийных и предаварийных ситуаций, параметризация контролле- ров нижнего уровня, загрузка техноло- гических программ, «ручная» выдача команд на исполнительные механиз- мы. Информационный кадр на этом уровне содержит, как правило, не- сколько десятков байтов, а допустимые временные задержки могут составлять от 100 до 1000 миллисекунд в зависи- мости от режима работы. С нижнего уровня собираются текущие показате- ли контролируемых устройств и меха- низмов. На уровне управления устройствами располагаются контроллеры, осуще- ствляющие непосредственный сбор данных и управление оконечными уст- ройствами — датчиками и исполни- тельными механизмами. Данные, ко- торыми контроллер обменивается с оконечным устройством, обычно име- ют дискрет 12 байта, а требования к скорости опроса устройств наиболее жесткие — не более 10 мс. Тенденции последних лет сделали эту стройную структуру значительно более сложной, а местами и размытой (рис. 5). Вопервых, АСУ ТП все более инте- грируется с АСУП, а через нее неиз- бежно выходит в сферу Интернет/ин- транеттехнологий. Сегодня уже ни- кого не удивляет желание руководите- лей предприятия иметь текущую про- изводственную информацию не толь- ко в своем кабинете, но и в филиалах или в любой точке мира. Webтехноло- гии делают выполнение этой задачи реальностью. Вовторых, значитель- ные успехи демонстрирует так называ- емый промышленный Ethernet, кото- рый доказал свою состоятельность и перспективность для задач интегра- ции отдельных участков АСУ ТП в единую структуру и построения ЦПС и который поддерживается всё возрас- тающей номенклатурой аппарат- нопрограммных средств, соответст- вующих не только стандарту Ethernet, но и жестким требованиям производ- ственной сферы. Втретьих, появле- ние сетей ASинтерфейса фактически означало появление четвертого, само- го нижнего уровня распределенных АСУ ТП — уровня сети оконечных ус- тройств. Впятых, все более расширя- ется сектор ЦПС, применяемых во взрывоопасных зонах на предприяти- ях химической, нефтегазовой и других отраслей с опасными условиями про- изводства. E THERNET В ПРОМЫШЛЕННОСТИ Основным фактором, обеспечившим Ethernet победное шествие в сфере АСУ, явилось наличие огромного вы- бора совместимых между собой аппа- ратных и программных средств постро- ения сетей этого стандарта. Большое количество производителей и конку- ренция между ними дали естественный экономический результат: решения на базе Ethernet практически вытеснили все остальные из офисных распреде- ленных приложений. Поэтому следует считаться с желанием пользователей распространить сферу применения Ethernet в промышленные цеха на уровень низовой автоматики. Но оче- видно, что использование стандартно- го набора аппаратных и программных решений в АСУ ТП невозможно, так как офисное оборудование не выдер- жит эксплуатации в запыленных поме- щениях, а протокол 802.3 не гарантиру- ет сеть от «зависания» при повышении интенсивности трафика. Тем не менее промышленный Ethernet существует и активно расши- ряет сферу своего применения. Прежде всего следует сказать о том, что еще на уровне офисных приложений была ре- шена проблема недетерминированнос- ти Ethernet. Переход от концентрато- ров (hub) к коммутаторам (switch) и от полудуплексных каналов связи к дуп- лексным позволил снять вопрос о воз- можности блокировки обмена по сете- вому каналу изза многочисленных коллизий информационных кадров. Благодаря своим «интеллектуальным» возможностям коммутатор направляет полученный информационный кадр только на то подключение, где реально находится абонент, а не широковеща- тельно во всю сеть. В результате общий объем трафика в сети многократно со- кращается. Фактически топология «об- щая шина» на логическом уровне трансформируется в топологию «каж- дый с каждым», обеспечивая гаранти- рованную доставку данных. Кроме того, одним из основных пре- пятствий к применению Ethernet в АСУ ТП всегда было несоответствие между исполнением аппаратных средств и ус- ловиями их применения в промышлен- ности. Сейчас ситуация изменилась: появился целый ряд концентраторов и коммутаторов, выполненных в соответ- ствии с требованиями промышленных условий эксплуатации. Такие устройст- ва, в частности, выпускаются фирмами СТА 4/2002 www.cta.ru Рис. 5. Иерархия современной распределённой системы автоматизации