Промислові мережі та інтеграційні технології. 1.1. 1 1 призначення промислових комунікацій https://www.youtube.com/watch?v=jPn2-9OfAEQ

1. Промислові мережі та інтеграційні
технології
Призначення
промислових комунікацій
реєстрація fieldbus_book@ukr.net
автор і лектор: Олександр Пупена (pupena_san@ukr.net)
зворотній зв’язок по курсу: Інтернет-форум АСУ в Україні (www.asu.in.ua)
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
1

2. Типова архітектура управління підприємством:
функції по рівням
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
2
ІАСУ = АСУТП + АСУП

3. Інтеграція підсистем
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
3
Функціонування всієї системи =>
виконання взаємопов'язаних
функцій підсистем.
Взаємозв'язок => обмін
даними

4. Реальний час
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
4
Реальний час — режим роботи автоматизованої системи обробки
інформації і керування, при якому враховуються обмеження на часові
характеристики функціонування (tвиконання < tмакс)
жорсткий реальний час — режим роботи системи, при якому порушення
часових обмежень рівнозначно відмові системи і веде до неможливості
вирішення поставленої задачі;
м'який реальний час — режим роботи системи, при якому порушення
часових обмежень призводять (тільки) до зниження якості роботи системи
ізохронний режим — режим роботи системи, при якому усі підсистеми
виконують дії одночасно через чітко визначені проміжки
(tмін < tвиконання < tмакс)

5. Системи реального часу
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
5
Система керування, що працює у реальному часі, повинна
- зібрати дані,
- провести їх обробку за заданими алгоритмами і
- видати керувальні впливи
за такий проміжок часу, який забезпечує успішне вирішення поставлених
перед системою завдань.
Будь-яка система називається системою реального часу (СРЧ), якщо
правильність її функціонування залежить не тільки від логічної
коректності обчислень, але і від часу, за який ці обчислення проводяться.
• Які підсистеми ІАСУ відносяться до систем реального часу?
• Який обмін повинен проходити в жорсткому реальному часі, а який в
м’якому?
Функціонування розподіленої СРЧ можливе тільки при:
- виконанні локальний функцій в РЧ
- обміну даними в РЧ

6. Типи пристроїв АСУ ТП на базі SCADA (+PLC)
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
6
- контролери (PLC, регулятори)
- засоби SCADA/HMI
- Devices (I/O Device, Drives …)
- датчики/ВМ
- програматори
SCADAHMISCADA
PLCPLCPLC
Розподілені
I/O
Приводи
та інші засоби
Програматор
датчики
ИМ
Програматор
комунікації
другое
ПО
комунікації

7. Обмін PLC<->PLC
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
7
PLC1
Distributed Application
змінні
local Application
змінні
PLC2 PLC3
local Application
змінні
local Application
змінні
змінні
зміннідані процесу
- обмін даними процесу (реальний час)
- обмін діагностичними даними
- обмін даними стану (системи з
резервуванням)
1

8. Дані процесу
(інформація про стан процесу + керування процесом)
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
8
• Що з цього є даними процесу?
• значення датчику витрати продукту
• завдання на позиціонер виконавчого механізму регулюючого клапану
подачі теплоносія
• значення датчика наближення
• команда на електромагнітний клапан
• стан аварії клапану по спрацюванню кінцевика
• задане значення на регулятор витрати
• Кр, Ті регулятору витрати
• діапазон вхідного аналогового сигналу
• діапазон масштабування аналогового сигналу
• стан ПЛК (Пуск/Стоп)
• стан комунікаційного каналу (помилка, обмін функціонує)
• Від чого ми відштовхуємося при визначенні?

9. Системи з резервуванням (1)
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
9
Remote I/O Remote I/O Remote I/O
первинний
контролер
резервний
контролер
SCADA/HMI
мережа М1
мережа М2
мережа М3
1

10. Системи з резервуванням (2)
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
10
1

11. Системи з резервуванням (3)
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
11
1

12. Обмін PLC<-> Devices
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
12
- обмін даними процесу: PLC<-> Devices (реальний час)
- обмін параметричними даними: PLC-> Devices
(конфігурування/налаштування)
- команди управління режимом роботи пристроїв: PLC-> Devices
- діагностичні дані: Devices ->PLC (перевірка стану, факт та причини
помилок)
функціональність як у PLC<->локальні модулі
2

13. Параметричні дані пристрою
(параметри роботи засобів автоматизації)
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
13
• Що з цього є параметричними даними?
• значення датчику витрати продукту
• завдання на позиціонер виконавчого механізму регулюючого клапану
подачі теплоносія
• значення датчика наближення
• команда на електромагнітний клапан
• стан аварії клапану по спрацюванню кінцевика
• задане значення на регулятор витрати
• Кр, Ті регулятору витрати
• діапазон вхідного аналогового сигналу
• діапазон масштабування аналогового сигналу
• стан ПЛК (Пуск/Стоп)
• стан комунікаційного каналу (помилка, обмін функціонує)
• Від чого ми відштовхуємося при визначенні?

14. Діагностичні дані пристрою/мережі
(інформація про стан засобів автоматизації)
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
14
• Що з цього є діагностичними даними?
• значення датчику витрати продукту
• завдання на позиціонер виконавчого механізму регулюючого клапану
подачі теплоносія
• значення датчика наближення
• команда на електромагнітний клапан
• стан аварії клапану по спрацюванню кінцевика
• задане значення на регулятор витрати
• Кр, Ті регулятору витрати
• діапазон вхідного аналогового сигналу
• діапазон масштабування аналогового сигналу
• стан ПЛК (Пуск/Стоп)
• стан комунікаційного каналу (помилка, обмін функціонує)
• Від чого ми відштовхуємося при визначенні?

15. Обмін Device <-> Device
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
15
distributed Application
- обмін даними процесу
Device1
функція/ФБ функція/ФБ
дані
процесу
Device2
3

16. Обмін SCADA/HMI<->PLC/Device
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
16
PLC1
local Application
змінні
- обмін даними процесу: PLC<->SCADA/HMI
- обмін діагностичними даними: PLC->SCADA/HMI
- керування станом: SCADA/HMI->PLC
SCADA/HMI
Application SCADA/HMI
змінні
дані
процесу
стан команди
керування
4

17. Обмін Програматор<->PLC/Device/SCADA/HMI
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
17
- підключення тільки при необхідності
- обмін параметричними даними
- обмін даними процесу
- обмін діагностичними даними
- керування станом
5

18. Обмін SCADA/HMI<->SCADA/HMI/інше ПЗ
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
18
- обмін даними процесу
- статистичні/історичні дані процесу
6

19. Властивості обміну даними/командами
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
19
обмін даним процесу
- порівняно невеликі об'єми
- реальний час
- для I/O циклічний/періодичний або по зміні значення
- вище пріоритет за параметричні
- порівняно великі обсяги даних
- НЕ реальний час
- обмін тільки за необхідності (завантаження/вивантаження)
- низький пріоритет
обмін параметричними даними
- передача стану пристрою – циклічний обмін, реальний час, високий пріоритет
- передача причини помилки – за необхідністю (за запитом), низький пріоритет
обмін діагностичними даними
- переведення в режими: операційний (Operate/RUN), зупинка (NotOperate/STOP)
передопераційний (PreoPerate), ініціалізація (Init) , і т.д.
- передача команди за запитом користувача або керуючою системою
- високий пріоритет
керування станом/режимом

20. Комунікаційні сервіси:
що і як нам доступно?
23.02.2015
NET - Призначення пром.мереж.
pupena_san@ukr.net
20
обмін даними процесу
обмін параметричними даними
діагностичні сервіси
керування режимом пристрою
- якими саме даними?
- яка циклічність: циклічно, періодично, за запитом,
за зміною?
- як налаштовується обмін (інтерфейс)?
- який гарантований час відгуку?
- яку саме частину конфігураційних даних ми можемо
змінити?
- в який момент це можна зробити?
- як налаштовується (який інтерфейс)?
- яку діагностичну інформацію ми
можемо отримати?
- який автомат станів у пристрою?
- як налаштовується (інтерфейс)?
- який автомат станів у пристрою?
- як налаштовується (інтерфейс)?
Комунікаційний сервіс – послуги, що надаються комунікацією пристрою
або його частиною (мережною картою, драйвером, функцією…)
- при виборі рішень під час проектування розподіленої системи самі на ці
питання треба звертати увагу
- сервіси мережі не завжди повністю реалізовуються в пристроях, і
навпаки, сервіси комунікаційних складових не завжди обмежуються
сервісами мережі