46849 (588450), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Понятно, что сначала промышленность выиграет от определения основной марки: сеть сенсоров или управляющая сеть. Термин управляющая сеть предпочтительнее, чем сеть сенсоров, т.к. сенсоры и приводы есть в обеих сетях, и контрольные функции могут осуществляться централизованной управляющей системой или распределенной управляющей системой.
Если на практике требования окажутся однородными, то отпадет необходимость в использовании различной терминологии. В случае существования четких различий, наилучшим решением станет использование управляющей сети для автоматизации производства, зданий и заводов.
Некоторые варианты. Вопрос о необходимости определения единого протокола для управляющих сетей “Один Мир - Один Протокол” остается без ответа до настоящего времени. Основными доступными сейчас и в будущем вариантами являются:
-
Решения, основанные на CAN, такие как CAN автоматизация, DeviceNet, J1850 и SDS;
-
Шины простых сенсоров Seriplex и Bitbus;
-
Технология LonWorks;
-
CEBus;
-
BACnet;
-
Инструментальные шины IEEE488;
-
Производственные решения MAP и ARCnet;
-
Решения для производственных процессов Profi-Bus и Fieldbus Foundation;
-
Другие промышленные шины Opto-22, Interbus-S и др.
Естественно существуют и другие схемы, предназначенные для решения специфических задач. Компании, разработчики протоколов, не предполагали продавать их третьим организациям, а планировали использовать их в своей работе.
-
Стандартизация контрольных сетей
Взгляд вперед. Важно определить направление развития контрольных сетей, т.е. какими должны стать сенсоры, инструменты для установки, диагностики и ремонта. Существует несколько подходов:
-
Общая контрольная сеть с общими объектными моделями.
-
Различные контрольные сети с общими объектными моделями.
-
Общие контрольные сети с различными объектными моделями.
-
Различные контрольные сети с различными объектными моделями.
Необходимо выработать единый протокол передачи (Один мир - один протокол). Общая контрольная сеть обеспечивает совместимость на уровне сети. Общие объектные модели определяют поведение на уровне приложений и совместимость. Такой подход будет выгоден производителям, т.к. можно будет писать программы и строить оборудование, соотносясь только с одной моделью.
Второй подход предполагает производство различного оборудования для большого количества различных платформ контрольных сетей. Установщикам оборудования придется обеспечивать связь устройств посредством различных драйверов.
Таким образом, наилучшим вариантом будет получение общих определений объектов для работы с разными платформами.
-
Каждый сенсор, разработанный для выполнения определенных функций, должен будет их выполнять вне зависимости от сетевой платформы, под которой он работает, и типа связи. Аналогично одинаковой работе Word и Excel под Windows или Macintosh System 7, вне зависимости от типа передачи данных через Ethernet/TP, Ethernet/Coax, NetWare, TCP/IP или при использовании другой схемы.
-
Определение стандартного интерфейса должно упростить разработку программного обеспечения. Так же, как написание платформенно независимых приложений делает их разработку легче.
-
Производители инструментария смогут использовать общий набор определений объектов в своей работе. API нижнего уровня, работающие с сетевыми сервисами, будут платформенно зависимыми для правильного взаимодействия с узлами, но приложения более высокого уровня будут независимыми, а их работа с объектами будет единообразной.
Характеристики | BACnet | CAN-based (SDS, DeviceNet | CEBus | Fieldbus (SP-50, Foundation Initiative. | LONWORKS |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Область применения | 1.Автоматизация зданий | 2. Стандарт автоматизации (J1850,J1939) 3. Дискретная автоматизация (SDS, DeviceNet) | 4.Автоматизация жилища | 5.Промышленные станки и приборы | 1.Автоматизация зданий. 2.Управление производством 3.Автоматизация предприятий 1.Транспорт 2.Автоматизация жилища |
Уровни OSI/ISO | 1,2,3,7 | 1,2,7 | 1,2,3,7 | 1,2,7 | 1,2,3,4,5,6,7 |
Поддерживаемые среды передачи | 1. Витая пара. 2. Коаксиальный кабель. 3. Оптоволокно. | 6. Витая пара (SDS, DeviceNet). 7.Альтернативные решения на основе оптоволокна для сетей CAN. | 8. Силовые электрические линии (FCC) 9.Коаксиальный кабель 10.RF. | 11.Витая пара H1, H2(1). 12.Коаксиальный кабель H2 (2.5). 13.Характерная безопасность передачи данных на скорости 31.25 Kbps и 1 Mbps. | 14.Витая пара со свободной топологией с возможностью подачи питания. 15.Характерная безопасность витой пары. 16.Линии электропитания совместимые со стандартом FCC и CENELEC. 17.Оптоволокно. 18.Коаксиальный кабель. 19.RF (несколько диапазонов) |
Схема доступа к среде передачи | 20. CSMA/CD. 21. Master/slave, token passing. 22. Удаленный доступ через модем. | 23. CSMA/CR | 24.CSMA/CD | 25.Предопределенный централизованный планировщик с возможностью делегирования токена. | 26.P-персистентный CSMA/CD. 27.Дополнительный CSMA/CR. 28.Возможность включения системы приоритетов. |
Скорость передачи данных | 29. 10 Mbps | 1. 1 Mbps(CAN) 2. 1 Mbps (SDS) 3. 500 Kbps (DeviceNet) | 30. 6,666 kbps (или 10 kbps) | 1. 31,25 kbps для H1 2. 1 Mbps для H2 (1) 1. 2,5 Mbps для H2 (2.5) | 31. До 1,25 Mbps. |
Максимальное адресное пространство | 32. 248 | 33. 27=128 (SDS) 34. 26=64 (DeviceNet) 211 (CAN 1) 229 (CAN 2) | 35. 216 | 36. 127 37.логических узлов в сегменте, 64 сегмента. | 38. 248 доменов, 32000 узлов в домене. |
Поддержка маршрутизаторов сетевого уровня | 39. Есть | 40. Нет | 41. B-маршрутизаторы. | 42. Есть. Поддержка различных скоростей маршрутизации. | 43.Самообучающиеся или конфигурируемые маршрутизаторы. 44. Хорошая реализация как физических, так и логических репитеров. 45. Полная поддержка средствами инсталляции. |
Безопасность (аутентификация). | 46. Есть | 47. Нет | 48.На уровне приложения (ограничения сопряжимости) | 49. Нет | 50. Есть |
Поддержка совместимости сетей. | 51. Определены объекты высокого уровня. 52. Службы управления сетью не определены. | 53. Определены объекты высокого уровня (SDS, DeviceNet). 54. Служба управления сетью определена (SDS, DeviceNet). 55.Несуществует реализации теста на совместимость с DeviceNet. 56.Cертификационный план определен для SDS и определяется для DeviceNet. | 57.Определены высокоуровневые функции. 58.Служба управления сетью не определена. 59.Не существует теста на совместимость. 60.Сертификационный план до сих пор не определен. | 61. 10 функциональных блоков определено, еще 20 определяется62.Поддерживается соответствие с применяемым стеком протоколов. 63.Сертификационный план до сих пор не определен. | 64.Определены объекты высокого уровня и стандартные конфигурируемые параметры. 65.Определена и реализована служба управления сетью. 66.Тест на совместимость определен. 1.Сертификационная программа определена. |
Степень готовности. | 67.Спецификационный материал находится на конечной стадии разработки чернового варианта. | 68.Спецификация DeviceNet часть 1 опубликована, часть 2 готовиться. 1.Спецификация SDS опубликована. | 69.Документы по CAN доступны. 70.Спецификация по 'Interim’ утверждена. 71.Трансиверы для сетей электропитания, системы разработки и некоторые другие продукты доступны. | 72.Документы + стек протоколов Q3’95. 73.Документы по доступу к среде передачи и физическому интерфейсу: 74.H1-сейчас, 75.H2-Q3’95. 76.В соответствии с реализацией тестов на совместимость Q3’95. | 77.Доступны спецификации для всех протоколов, служб и системных интерфейсов. 78.Документы доступны со времени выхода Q3’91. 79.Доступно более 200 готовых блоков. 1.Доступны средства разработки. |
Таблица 1.9 Разнообразие контрольных сетей, разработанных для широкого и специализированного применения.
CAN+ DeviceNet, SDS | Fieldbus | LonWorks | MAP + MiniMAP | BACnet | Ethernet | ||
| Data Processing | | | | | ||
| Plant | ||||||
| Factory Zone | | |||||
Analog Sensors | | ||||||
Discrete Sensors |
-
Роль стандартизационных организаций
Комиссии по стандартизации работают эффективней, когда сосредотачивают свои усилия на определении минимальных потребностей для стимуляции индустриального роста. Не всегда комиссии по стандартизации могут определить все аспекты работы контрольных сетей, т.е. протоколы, системную архитектуру, кабели и коннекторы, процессоры и сегменты кодов. Более восьми лет комиссии, занимавшиеся работой с BACnet, SP-50 и CEBus провели в изучении этих стандартов. И, тем не менее, ни один не был признан лучшим во всех отношениях.