Сети верхнего уровня АСУ (SCADA, MES и ERP-системы) служат для обмена информацией между промышленными контроллера-ми, операторскими рабочими станциями, серверами и дополнитель-ными устройствами (центральный сервер архива, сервер промышлен-ных приложений и т. д.).
В отличие от разнообразия стандартов полевых шин нижнего уровня большинство сетей верхнего уровня базируется на стандарте Ethernet с полным набором коммуникационных протоколов TCP/IP. В этом плане промышленные сети верхнего уровня похожи на обычные сети, применяемые в офисных приложениях.
Широкое промышленное применение сетей Ethernet обусловлено следующими причинами: 1. Промышленные сети верхнего уровня объединяют множество
операторских станций и серверов, которые в большинстве случаев представляют собой персональные компьютеры. Стандарт Ethernet отлично подходит для организации подобных сетей, т. к. контроллеры имеют встроенные интерфейсы для подключения к сетям Ethernet. 2. Сети Ethernet обладают большой скоростью передачи данных,
что является важным моментом для промышленных приложений. 3. Возможность состыковки сети АСУ ТП с локальной офисной сетью предприятия, базирующейся на стандарте Ethernet. Использова-ние единого сетевого стандарта позволяет упростить интеграцию АСУ ТП в общую сеть предприятия, что становится особенно ощутимым
при реализации систем верхнего уровня типа MES-систем. У промышленных сетей верхнего уровня есть своя специфика, обусловленная условиями промышленного применения: 1. Большая пропускная способность и скорость передачи данных.
Объем трафика напрямую зависит от многих факторов: количества архивируемых и визуализируемых технологических переменных, количества серверов и операторских станций, используемых приклад-ных приложений и т. д. 2. Отказоустойчивость. Достигается, как правило, путем резервирования коммуникационного оборудования и линий связи по схеме 2*N так, что в случае выхода из строя коммутатора или обрыва кана-ла, система управления способна в кратчайшие сроки (не более 1-3 с)
локализовать место отказа, выполнить автоматическую перестройку топологии и перенаправить трафик на резервные маршруты. 3. Соответствие сетевого оборудования промышленным условиям эксплуатации: защита сетевого оборудования от пыли и влаги; расши-ренный температурный диапазон эксплуатации; увеличенный цикл
жизни; возможность удобного монтажа на DIN-рейку; низковольтное питание с возможностью резервирования; прочные и износостойкие разъемы и коннекторы (соединители).
26. Промышленные контроллеры: назначение, особенности и условия эксплуа-
тации.
Назначение. Программируемый логический контроллер (ПЛК, PLC, промышленный контроллер) является автономным программи-руемым устройством сбора и обработки информации, а также базовым аппаратным средством обработки уровня локальных САУ (первый уровень АСУ). Промышленный контроллер выполняет следующие основные операции (цикл операций): 1. Сбор сигналов с датчиков; 2. Обработка сигналов отклонения (рассогласования, ошибки) со-гласно прикладному алгоритму (закону) управления; 3. Выдача управляющих воздействий на исполнительные устрой-
ства (механизмы). Особенности. В нормальном режиме работы контроллер непре-
рывно выполняет этот цикл с частотой от 50 раз в секунду. Время, за-трачиваемое контроллером на выполнение полного цикла, часто назы-вают временем (или периодом) сканирования; в большинстве совре-менных ПЛК сканирование может настраиваться пользователем в диапазоне от 20 до 30000 миллисекунд. Для быстрых технологических процессов, где критична скорость реакции системы и требуется опе-
ративное регулирование, время сканирования может составлять 20 мс, однако для большинства непрерывных процессов период 100 мс счи-тается вполне приемлемым. Условия эксплуатации. Использование PLC как в закрытых промышленных объектах (цех, участок, склад и т. д.), так и на открытых площадках (транспортеры, дозирующие устройства и т. д.), предполагает расширенный температурный диапазон, влияние атмосферных механических воздействий, а также высокий уровень электромагнит
ных помех, возникающих от кабелей электропитания, блуждающих токов в арматуре зданий и т. д. В соответствии с условиями эксплуатации предусматриваются варианты исполнения PLC для общепромышленных применени(IP20, IP54) и для специализированных тяжелых условий эксплуатации.
