Промышленные контроллеры. Сравнительный анализ протоколов fieldbus применительно к промышленным приборам. Специализированные контроллеры TeleSAFE, объединяющие алгоритмы управления и сбор данных в системе телеметрии, страница 9

Fieldbus — это полностью цифровая двунаправленная многоточечная ком­муникационная система, используемая для связи приборов на объектах с систе­мами в операторской В число приборов на объектах могут входить трансмитте­ры, регулирующие и отсечные клапаны, двигатели, насосы, весы, устройства считывания штрих-кода, мультип­лексоры, многоканальные регуляторы программируемые логические контрол­леры, портативные устройства связи и т п Одно из основных свойств системы fieldbus состоит в том, что она поддер­живает двунаправленную связь со мно­жеством переменных величин Физичес­ки в fieldbus могут использоваться три вида топологий межсоединений двухто­чечная, древовидная и многоточечная Для соединения нескольких низкоско­ростных систем fieldbus с высокоскорос­тной могут служить устройства сопряже­ния (мосты)

Тип используемых средств зависит от приложения Витая пара - наиболее дешевое средство, широко применяемое и удобное для установки Оптоволокон­ные средства обеспечивают защиту от электромагнитных помех Избыточность кабелей представляется необходимой но способность продолжать работу в случае любых возможных отказов на­много важней Весьма значима также гальваническая изоляция, поскольку плохая изоляция между сенсорами мо­жет стать причиной серьезных проб­лем В большинстве случаев сеть fieldbus должна подводить электропитание к связываемым ею приборам Важным фактором является техника безопаснос­ти на определенных видах производств в частности в горном деле Среднее число приборов, подсоединенных к сети

fieldbus, может колебаться от 50 до 200 при длине сети 100 ...1000 м.

Помимо физического соединения приборов сеть должна обеспечивать выполнение следующих функций:

- взаимодействие оборудования, поступившего от различных изгото­вителей;

— простое добавление и удаление устройств;

— отсоединение устройства для про­ведения ремонта и последующее его включение в сеть, при которых не созда­ются помехи для работы других уст­ройств и пользовательской задачи, а также не оказываются воздействия на динамику всей сети;

- сигнализацию о том, что промыш­ленный прибор вышел из строя или находится в ремонте;

- возможность проверки всего ком­плекса оборудования из заданной точки или из всех точек сети;

- способность определять текущее состояние любого подсоединенного устройства с помощью специального устройства сети fieldbus;

— возможность устройств сети field-bus подавать запрос на самоконтроль прибора, обнаруживать в сети новое устройство, подавать запрос на иденти­фикацию прибора;

- простую модификацию процесса, физическое добавление или удаление приборов при незначительной модифи­кации пользовательского програм­много обеспечения.

На пользовательском уровне систе­ма fieldbus должна обладать:

- возможностью пересылать цикли­ческие и ациклические данные;

- двумя или четырьмя уровнями приоритетов для сообщений; — способностью: считывать и записывать значения переменных в режимах "точка-точка", групповом или широковещательном;

• приводить в действие исполни­тельные устройства;

• определять текущее состояние сенсоров и их возбуждения;

• запоминать конфигурацию уст­ройств;

• проводить точную идентифика­цию прибора;

• синхронизировать работу двух станций.

Каждая система fieldbus должна, таким образом, поддерживать общую Службу сообщений fieldbus (FMS), чтобы обеспечивать выполнение пере­численных пользовательских требова­ний. Спецификации fieldbus должны поддерживать также временно подсоеди­ненные устройства, такие как портатив­ные терминалы (ННТ) для калибровки. Горизонтальный   информационный поток в fieidbus характеризуется глав­ным образом передачей коротких сооб­щений в заданное время. Интеграция fieldbus в глобальную среду должна

быть возможна для вертикальных ин­формационных потоков, направлен­ных на диспетчерский уровень. Большая часть горизонтальных информационных потоков будет в основном циклического типа с временем цикла 0,25...2сс типич­ной длиной 1...5 байт на одно подсоеди­ненное устройство, с задержками в передаче сообщений порядка 100 мс. Приведенные цифры достаточно типич­ны. Требования тем не менее широко различаются для разных типов произ­водств и особо строги для ядерных объектов.