ЖУРНАЛ «СТА» №4/2002

Прежде всего следует отметить ин- формационные возможности цифро- вого канала передачи данных. Если ра- нее по одной паре проводов можно бы- ло получить только одноединственное текущее значение измеряемой величи- ны или, напротив, передать исполни- тельному механизму одну команду, то теперь количество передаваемых дан- ных зависит только от «интеллектуаль- ных» возможностей оконечных уст- ройств. Что особенно важно, информа- ционный канал становится двунаправ- ленным. Наиболее важным практичес- ким следствием этого обстоятельства является возможность осуществления удаленной параметризации и калиб- ровки оконечных устройств. Наличие единой базы параметров, обслужива- ние всех подключенных к ЦПС око- нечных устройств с одного рабочего места свидетельствует о наступлении новой эры в работе службы КИП пред- приятия, выводя эту службу на совер- шенно иной уровень оперативности и эффективности. Быстрая установка предельных уровней и режимов работы даёт возможность гибко управлять производственным процессом, пере- настраивать его согласно меняющимся условиям и задачам. Только примене- ние цифровых методов передачи дан- ных позволяет использовать на полную мощность возможности современных датчиков и исполнительных механиз- мов. Кроме «количественной» составляю- щей новой концепции информацион- ного обмена, следует отметить качест- венно новые возможности, предостав- ляемые узлам ЦПС. Существуют три основных режима обмена данными, эффективность использования кото- рых зависит от конкретной задачи. ● Режим «Ведущийведомый». В этом простейшем режиме один из узлов ЦПС является ведущим устройст- вом, которое последовательно опра- шивает подчиненные узлы. В зави- симости от содержания запроса ве- домый узел либо выполняет полу- ченную команду, либо передает веду- щему текущие данные с подключен- ных оконечных устройств. Типич- ным примером ЦПС, построенной на таком принципе, являются сети PROFIBUS. Как правило, роли веду- щего и ведомого закрепляются жест- ко и не меняются в процессе функ- ционирования сети. ● Режим «Клиентсервер». Данный ре- жим имеет много общего с предыду- щим и используется в системах с гиб- ким распределением функций. Узелклиент запрашивает данные, а узелсервер их предоставляет. При этом клиент может запрашивать не- сколько узлов, а сервер – иметь не- сколько клиентов. Также функции клиента и сервера могут совмещаться на одном узле. Примером может по- служить ЦПС Foundation Fieldbus. ● Режим «Подписка». В этом режиме узел, нуждающийся в регулярном поступлении какойлибо информа- ции, подписывается на её получение от другого узла, после чего получает регулярные рассылки данных без до- полнительных запросов. Режим име- ет два варианта: в первом случае дан- ные передаются циклически с опре- деленным интервалом вне зависимо- сти от динамики информации; во втором случае данные передаются только в случае их изменения. Дан- ный режим также используется в се- тях Foundation Fieldbus. Одним из основных критериев оцен- ки систем АСУ ТП является надеж- ность. Понятие это в распределенных системах весьма многогранно и требует внимательного рассмотрения. Для АСУ ТП, создаваемых на базе ЦПС, следует отметить несколько моментов. ● По надежности цифровой метод пе- редачи данных намного превосходит аналоговый. Передача в цифровом виде малочувствительна к помехам и гарантирует доставку информации благодаря встроенным в протоколы ЦПС механизмам контрольных сумм, квитирования и повтора иска- женных пакетов данных. ● Надежность функционирования си- стем АСУ ТП на базе ЦПС с интел- лектуальными узлами значительно выше, чем в традиционных структу- рах, так как выход из строя одного узла не влияет либо влияет незначи- тельно на отработку технологичес- ких алгоритмов в остальных узлах. Важно также отметить, что разумное распределение управляющих функ- ций значительно снижает нагрузку на центральную управляющую ЭВМ, что также способствует повышению надежности системы в целом. ● Важной проблемой является защита ЦПС от повреждения кабельной се- ти, особенно в том случае, если его топология имеет вид шины. Для кри- тически важных технологических участков эта задача должна решаться дублированием линий связи или на- личием нескольких альтернативных путей передачи информации. Системы АСУ ТП редко делаются раз и навсегда; как правило, их состав и структура подвержены коррекции в си- лу изменяющихся требований произ- водства. Поэтому важными критери- ями оценки закладываемых в проект решений являются гибкость и модифи- цируемость комплекса. По этим пока- зателям ЦПС, несомненно, намного превосходит традиционную централи- зованную схему: добавление или удале- ние отдельных точек вводавывода и даже целых узлов требует минималь- ных монтажных работ и может произ- водиться без остановки системы авто- матизации. Переконфигурация систе- мы осуществляется на уровне про- граммного обеспечения и также зани- мает минимальное время. Другая про- блема, связанная с развитием системы АСУ ТП, заключается в необходимости применять оборудование различных производителей. На ранних этапах раз- вития ЦПС вопрос совместимости протоколов, заложенных в интеллекту- альные оконечные устройства, стоял очень остро. Сейчас практически все широко распространенные решения в этой сфере стандартизованы, что поз- воляет разработчикам АСУ ТП выби- рать оборудование из широкого спект- ра поставщиков, оптимизируя стои- мость проекта и его технологическую структуру. Н ЕКОТОРЫЕ ПРИМЕРЫ В рамках перечисленных характери- стик, общих для сетей различных ти- пов, за последние 20 лет было разрабо- тано и внедрено множество закончен- ных аппаратнопрограммных реше- ний, значительно отличающихся по своим параметрам и сферам примене- ния. Рассмотрим несколько ЦПС, ши- роко распространенных в различных приложениях АСУ ТП и ставших стан- дартами дефакто. AS-интерфейс ASинтерфейс (Actuator/Sensor Inter- face) был представлен в виде концеп- ции в 1993 году. Поддерживается консорциумом ве- дущих производителей средств АСУ ТП, в числе которых фирмы Siemens, Pepperl+Fuchs и другие. Относится к классу ЦПС оконечных устройств, осу- ществляя непосредственную интегра- цию датчиков и исполнительных меха- низмов в систему автоматизации. Поз- ОБ ЗО Р / П Р ОМЫШЛ Е ННЫ Е С Е Т И 7 СТА 4/2002 www.cta.ru