Распределенные и иерархические системы управления на основе ЛУВС. Сложность ИУС и основные требования, предъявляемые к ним в настоящее время. Функции, выполняемые автоматизированными системами. Краткая характеристика. Назначение, требования и особенности реализации

7.Распределенные и иерархические системы управления на основе ЛУВС. Среда передачи данных, влияние на топологию сети и ее свойства. Выбор среды передачи в зависимости от степени распределённости ТП.

Сеть (ЛУВС) может обладать различными свойствами:

-колво участников

-удаленность

-скорость обмена

-объем информации

-требования к участникам

Параметры сети:

1.  Физ.среда, используемая для передачи данных

2.  топология сети

3.  методы доступа к сети

4.  способы передачи данных

Физ.среда – опред. топологию сети, скорость передачи и удаленность, затраты на организацию.

Наиболее распростр. электрич. среда (передача сигналов в виде эл величин – U,I:         RS-232(напряж), TTY(ток), R486) Два проводника:

Топология ЛУВС (Эл.сетей)

1.  шинная структура

Не более 16 участков

Имеется определенная конкуренция между скоростью передачи и протяженностью:

↑ск пер -  ↓протяженность

=> используется каскадирование

2.  каскадная топология используется для увеличения протяженности канала связи

R – повторитель

↑колво R -  ↓скорость передачи данных

3.  древообразная топология в одной ветви нет R в разных – ограниченное колво R

Эл.среда передачи инф-ии характеризуется наименьшей стоимостью затрат (кабели, аппаратура), широким разнообразием топологий сети, но существенной зависимостью м/у протяженностью, колвом повторителей и скоростью передачи инф-ии

Оптическая среда – при помощи световых носителей.

Достигается:

“+”: - высокая скорость (до 100 МВ)

-большая протяженность

-100% гальваническая развязка

-высокая помехозащищенность

“-”: -повышенные затраты (опт.кабель)

-ограниченный температурный диапазон

-ограниченность топологий

Звездообразная сруктура

Протяж-ть определяется оптическим способом передачи, но скорость опр-ся ЭКС

Выделенные каналы связи – используемые для телефонии. На большие расстояния внутри сущ-щей инфраструктуры

Невысокая надежность, большая стоимость

Эфир – по радиоканалам на большие расстояния

Высокая стоимость, большие затраты на реализацию связи(много оборудования), необходимо получение разрешения

Интернет – огромные возможности

Плохая защищенность

8.Сложность ИУС и основные требования, предъявляемые к ним в настоящее время.

Сложность ТП – параметры, которые определяют разновидность и количество аппаратных средств, используемых для построения системы, набор и количество выполняемых системой ф-ций, а также требования, предъявляемые к выбору аппаратных средств и качеству выполняемых ф-ций.

Сложность ТП определяется:

1. Количеством входных сигналов непрерывные (количество 10-100, вид сигнала, диапазон),

Диапазон напряжения: ±5В, ±10В, ~110B, ~220B.

Ток: 0-5мА, 0-20мА.

дискретные (количество 100-10000, вид сигнала, диапазон).

Логическая «1»: 20-24В. «0»: от -5 до +13. Неопределенность: 13-20В.

2. Количеством выходных сигналов

непрерывные дискретные

Эти сигналы делятся: Сигналы управления, сигнализации, важен вид (U/I).

Если уровень сигнала выходит за рамки установленного диапазона, то выдается «предупредительный сигнал». Если сигнал после этого продолжает расти и превышает аварийно-допустимый уровень, то выдается «аварийный сигнал».

3. Количеством режимов работы

Включение, выключение, смена режима.

4. Особые требования к системе

Открытость (совместимость) – должна позволять совместную работу с большим количеством технических и программных средств (от разных производитей).

Расширяемость – позволяет модифицировать систему.

Гибкость – позволяет изменять функции системы в процессе ее работы.

Экономичность (стоимость)

Простота в эксплуатации

Живучесть – способность системы оставаться в рабочем состоянии после сбоя, но с наихудшим качеством.

- повышенной безопасности. В некоторых системах требуется режим безошибочной работы системы. Например, объекты, где отдельные сбои могут привести к быстрому разрушению объектов; чаще всего это объекты, работающие в условиях высоких давлений, температур. Для этих систем используют два устройства управления, работающих параллельно и постоянно контролирующих действия друг друга

- Надежность и повышенной надежности. Это требование обычно предъявляется к системам управления непрерывными объектами, представляющими высокую опасность для окружающей среды. В таких системах не допускается выход из строя или кратковременная остановка оборудования, поэтому здесь также используются дублированные(или троиродные) системы управления. Дублировать можно УУ (устройства управления), УСО(периферийные устройства), датчики и исполнительные механизмы

- повышенная пожаро-взрывобезопасность.                               Возникает в тех случаях, когда в ТП могут выделяться газы или их смеси, способные быстро воспламениться и привести к возникновению взрыва. Нужно, чтобы оборудование обеспечивало режим невозникновения ситуаций приводящих к пожару или взрыву. Это обеспечивается при помощи использования бесконтактного принципа, либо режима токоограничения.

ИРБ                          Ех (взрывоопасная зона)

ИРБ – искроразделительный барьер – барьер, гарантирующий ограничение тока

Все оборудование должно быть сертифицировано ГосГорТехнадзором.

9.Функции, выполняемые автоматизированными системами. Краткая характеристика. Назначение, требования и особенности реализации.

Автоматизированная система – это система, в которой функции управления поделены между автоматическими устройствами и оператором-технологом. При этом автоматически выполняются функции автоматического регулирования (АР), логического управления (ЛУ), противоаварийной защиты (ПАЗ). Главной задачей оператора-технолога является отслеживание хода протекания ТП и воздействие путем изменения режимов работы и изменения регулируемых параметров.

Функции АСУ

Функции АСУ ^[5] устанавливают в техническом задании на создание конкретной АСУ на основе анализа целей управления, заданных ресурсов для их достижения, ожидаемого эффекта от автоматизации и в соответствии со стандартами, распространяющимися на данный вид АСУ. Каждая функция АСУ реализуется совокупностью комплексов задач, отдельных задач и операций. Функции АСУ в общем случае включают в себя следующие элементы (действия):

1.планирование и (или) прогнозирование;

2.учет, контроль, анализ;

3.координацию и (или) регулирование.

Необходимый состав элементов выбирают в зависимости от вида конкретной АСУ. Функции АСУ можно объединять в подсистемы по функциональному и другим признакам.

Функции при формировании управляющих воздействий

4.Функции обработки информации (вычислительные функции) – осуществляют учет, контроль, хранение, поиск, отображение, тиражирование, преобразование формы информации;

5.Функции обмена (передачи) информации – связаны с доведением выработанных управляющих воздействий до ОУ и обменом информацией с ЛПР;

6.Группа функций принятия решения (преобразование содержания информации) – создание новой информации в ходе анализа, прогнозирования или оперативного управления объектом

10.Программируемые контроллеры, их классификация по областям применения, конструкции, мощности. Архитектура контроллеров SimaticS7, разновидности входящих в состав модулей. Процесс конфигурирования контроллеров в программе SimaticManager.

Для построения распределенной системы управления в настоящее время применяется программируемые контроллеры – специализированные