Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 92
Текст из файла (страница 92)
Цифровые коммуникации в управлении проц оцесса „ 1ХО()1 и ЕгЬегпес используктг одну и ту же схему адресации подключенных ЫХ стпн ций, поэтому две сети можно соединить между собой с помощью мостов. 8.5.8. Межсетевые устройства Для соединения нескольких сетей или сегментов используются так назьщ, ываемм, межсегевые устройства (гпгеглегюогЫлй п(егпсе). В зависимости от уровня мо модепн ВОС, на котором они работают, и, соответственно, выполняемых функций з „ зти Уст ройства разделяются на повторители, мосты, маршрутизаторы и шлюзы.
Наста тоящнн раздел посвящен обзору таких устройств, 5 яокальньяе сети 55. 391 а, масти смогут существенно повысить доступность канала, увеличивая тем салиха, „пропускную способность сети. При этом также повышается отказоустойчивость „ым сетИ и так как нарушение в одном сегменте не затронет работу других.
для повышения эффективности сеть должна быть разделена мостами на отдель- И , сегменты таким образом, чтобы станции, осуществляющие между собой наибо„, иптенсивный обмен, находились в одном сегменте и их потоки информации были по хализованы в рамках этого сегмента. В современных сетях связи ЕГЬегпе1 на витой паре широко применяются устройства, ппзььваемые коммутаторами (жлгсл) — фактически они выполняют функции мостов. Повторители Повторитель (гереатег) представляет собой регенератор сигнала, соединяющих два или более сегментов сети.
Любой сигнал, полученный на входной порт, регеперп. руется и ретранслируется на выходной порт или порты. Повторитель работает па фп. зическом уровне и не связан с содержанием данных, которые он передает. Повторители обычно используются для увеличения максимальной длины сегментов, в частности для расширения Ес)ьегпес за пределы 500 м, или для сопряжения разливных типов сред, например коаксиального и оптоволоконного кабеля при условии, что сопряжение не требует изменения формата кадров.
Из-за того что повторители не анализируют содержания данных, которые они передают, помехи воспринимаются как входные данные, и, таким образом, повторитель может генерировать и передавать бессмыслицу. Допустимое количество повторителей в одной сети ограничено, в частности, из-зп того, что они задерживают передаваемый сигнал. для каждого метода доступа усть новлено ограничение на общее количество устройств и повторителей в сети.
За поп робностями следует обратиться к стандартам и техническому описанию, предостпв ляемому поставщиками оборудования. Мосты Мостом (блие) называется межсетевое устройство, соединяющее между сабо" два сегмента одной и той же ЛВС. Основное назначение моста — фильтрация трафи ка между сегментами на основе аппаратных (МАС) адресов, т. е. мост работает в" втором уровне модели ВОС и не учитывает протоколы верхних уровней. Попут"' мост выполняет функции повторителя. Для фильтрации пакетов мост анализиру и их заголовки и определяет адреса отправителя и получателя.
Если отправитель и и и по. виты лучатель находятся на одном сегменте, мост не транслирует пакет в другие сегмент еп Голи отправитель и получатель находятся в разных сегментах, мосс регенериРУ пакет и передает его в соответствующий сегмент. Таким образом мосты снижаю~ т Иа.
евяп грузку в сети. Обычно мосты способны настраиваться автоматически, опрепел епт>' принадлежность узла с тем или иным физическим адресом к конкретнолпу сегмеп ° сети на основе входящего трафика. Поэтому топологию сети можно изменять без з пе. лв репрограммиравания мостов. Кроме этого, мост можно запрограммировать д.
' фильтрации некоторых пакетов по определенным адресам, ой В сети Е11пегпец где вероятность занятости канала является зкспопенциаль~о функцией числа присоединенных станььий и средней величины их исходящего тР Э 11аршрутизаторы Маршрутизатором (гои1ег) называется устройство, используемое для соединения ьруг с другом нескольких сетей. Маршрутизаторы работают на тре~ьем уровне модепи ВОС. Они распознают адреса, содержащиеся в заголовках пакетов, и осуществлявт ях продвижение по сети в соответствии с этими адресами. Маршрутизаторы мопут также обеспечивать преобразование протокола и тем самым использоваться для соединения сетей, работающих с различными физическими, канальными и сетевыми протоколами (уровни 1, 2 и 3).
Различие между мостами и маршрутизаторами состоит в том, первые "видят" полька часть сети, точнее, соединяемые ими сегменты, а маршрутизаторы должны рпсполагать полной моделью сети или хотя бы алгоритмом выбора маршрута для лпждаго пакета. Для определения оптимального маршрута могут использоваться специальные алгоритмы и стратегии, например наиболее короткий маршрут, наибопеп быстрый или наиболее дешевый либо какой-то иной критерий. По мере развития коммуникационных устройств и повышения их функциональвпсти классификационные различия между ними постоянно меняются. В частности, постоянно размывается граница между мостами и маршрутизаторами, поскольку 'новь разрабатываемые мосты обладают все болыпим количеством функций, котоИььп раиыце были присущи только маршрутизаторам.
(()люзы Шлюзы (Юигогоау) используются для преобразования протоколов на верхних Уровня, Р 'нях модели В ОС вЂ” при этом они попутно могут выполнять функции повторите- впй, мост мостов и маршрутизаторов, т. е. обеспечивают преобразование всего стека про~околев Е ав. Если мосты и маршрутизаторы работают только на основании информации, содержа ржаппейся в заголовке пакета, шлюзы учитывают и содержание сообщения.
На- "Ример, они гой Таким о р ани могут осуществлять преобразование данных из одного формата в дру- На аким образом, шлюзы используются не только сетями различного типа, но и Рф йс между приложениями. Например, в системах электронной почты люзы маг .
могут обеспечить перекодировку сообщений в соответствии со стандартом Щресата, е , если он отличается от с " парта отправителя. То же относится и к програмстан валь реал Р лыюго времени для упр я производственным процессам, если они исавлеиия " льзуют различные стандарты дл" кодирования данных. В зависимости от коикрет- НЫХ Ребаваний может оказ аться необхо и д мым создание специальной шлюзовой 'Нот емы, связываюшеи неол! Р по одиые прила Р жеиия, если они ие строго и це полнопть| и стандаьптам кам 1а соответствуют откр~™ ммуиикаций и форматов данных. 392 Глава 9.
Цифровые коммуникации в управлении про, оцессв 9.6. Коммуникации в управлении техническими процес ссами 9.6.1. Иерархическая структуратехнических процессов В большинстве пропессов можно вылелить несколько иерархических илв нистративных уровней. Они более или менее соответствуют различным реле "" вдл,е селения,, которые должны приниматься для управления процессом. Рассмотрим снова в качестве примера химический реактор, описанныв й в рви деле 2.2.1.
На нижнем уровне контура регулирования температуры принимает мается рь шсние, нужно нли нет дополнительное тепло, чтобы поддержать темттературу УРУ бал, постоянной. Решение принимается регулятором на основе сравнения опорвов ой я те. кущей температуры. На более высоком уровне решается, при какой температур~ Уре вес. ти процесс.
На еще более высоком уровне выбирается сам химический процесс о, с. видно, что нет смысла оптимизировать температуру для процесса типа "А", если в в идет процесс типа "Б". Иерархическая модель является децентрализованной — решеввя влияют друг на друга, но каждый уровень более или менее независим в выборе свесе. ба их реализации.
Такую же иерархическую м опель можно предложить и для компании. '1 ребовввм к потокам информации резко отличаются на разных уровнях управления. В общее случае все объекты, расположенные на одинаковых уровнях иерархии, интевсвввв обмениваются информацией между собон; обмен данными между уровнями обьтзв~ менее интенсивен н не критичен ко времени. В целом компания может рассматри- ваться как строго упорядоченная система реального времени, в которой инфориввм на каждом уровне должна обрабатываться с соответствующей скоростью. В табл р т показаны типичные объемы информации, частота ее обновления и время рсакавт' для нужд управления на разных уровнях руководства компанией с развитыми техвв. ческими и оргапизационнымн функциями, В разных компаниях имеется разное ""' ло уровней ответственности и принятия решений, своя степень зависимости уровв"в и степень автономности каждого административного подразделения.
Количествею ные показатели, приведенные в табл. 9.1, должны воспринилтаться как ориентира вочные, устанавливающие только порядок величин. Границы между уровнями иею но провести иначе, а структура может относиться к другой организации, веке" производственное предприятие, Таблица 9.1. Типичные требования к информации о процессах (все показатели — ориентировочные) коммуникации в управлении техническими процессами 1 ~0 З9З „; нему уровню иерархии предприятия относятся механизмы и устройства, рые непосредственно соприкасаются с процессом, — датчики и исполнительные измы.
Это уровень локального управления (!теЫ сопгго1 !евер) или уровень дат,,свв лез. ~ввт' ,тисполнительных механизмов (вепвотх/асгиагогх 1еое1). Как слелует из назвав этом уровне расположено оборудование, которое непосредственно связано с :,вв,ва.ввче ческим процессом. На уровне управления процессом (ргосевв сопгго1 1епе1) на„дятся ся ЭВМ, регуляторы и другие "интеллектуальные" устройства, которые ведут ° хтдсние за процессом н управляют им с помощью датчиков и исполнительных лряюлс шттзмов.
Уровень управления процессом являются самым нижним, на котором велытт тасут „ут приниматься автономные решения. гдедующий, более высокий уровень — это уровень управления участком (се1! ад! 1еое!). Этот уровень управления прямо не связан с техническими процессами, и едиенивается информацией в виде опорных и текущих значений величин с вышет ввж .
, ввжележащими уровнями. В случае производственного участка, на котором разные .авхи связаны в технологическую цепочку для выполнения определенных операций, тртвсходнт интенсивный горизонтальный обмел данными (т. е. на одном уровне) для щрдинации работы различных механизмов при меньшем вертикальном обмене с всртлвии уровнями. Действительно, для верхних уровней управления представляют ипврес только поступление материалов (деталей) и потоки энергии на входе и выходе снетка. Науровне управлеиияпроизводством (ргос(ис11оп сап!го! 1еоеГ) координирустцмятельность нескольких участков для достижения равномерного потока матерна;ев илв энергии (выход одного производственного участка является входом для лруетсв) Наконец, на уровне стратегического управления (тапааетепг сопгго! 1етте1) трввттматотся общие решения, которые влияют на работу всего предприятия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
