1.2 функції, градація промислових мереж

Промислові мережі та інтеграційні технології

Функції промислових мереж

реюстраціѐ fieldbus_book@ukr.net

автор і лектор: Олександр Пупена (pupena_san@ukr.net) зворотній зв’ѐзок по курсу: Інтернет-форум АСУ в Україні (www.asu.in.ua)

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 1

Пам'ѐтка про «Визначеннѐ»

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 2

«Есть разные отношениѐ к терминологии: • Строгость значений с разрешением синонимии разных терминов, обозначаящих эти значениѐ. … вполне допускаетсѐ использование терминов, предпочитаемых разными профессиональными сообществами…» http://ailev.livejournal.com/1157166.html Анатолий Игоревич Левенчук

Промислові мережі. Визначеннѐ

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 3

Мережа – Network

Комп'ютерна мережа – computer network, network

Промислова мережа – Industrial communication network (Fieldbus, Industrial

Ethernet)

Промислова мережа, польова шина – Fieldbus

network (IEC 61158) - a set of nodes connected by some type of communication medium, including any intervening repeaters, bridges, routers and lower-layer gateways

Conceptually, a fieldbus is a digital, serial, multidrop, data bus for communication with industrial control and instrumentation devices such as — but not limited to — transducers, actuators and controllers (IEC 61158).

Промислові мережі. Визначеннѐ (продовженнѐ)

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 4

ДСТУ -> Польова шина – це локальна мережа з лінійною топологією, призначеною для

інформаційного обміну між проблемно і об'єктно орієнтованими блоками (пристроями) та

територіально розосередженими джерелами: датчиками, перетворювачами, засобами ручного

введення) та приймачами (підсилювачами, виконавчими пристроями, засобами віддзеркалення

інформації).

МЕК 61158 -> під терміном Fieldbus розуміється цифрова, послідовна, мультиточкова шина з

промисловими інструментальними пристроями та пристроями управління такими як – але не

обмежено ними – датчиками, виконавчими механізмами та контролерами.

дана дисципліна -> англомовний термін Fieldbus (дослівний переклад

„польова шина”) переводиться як "промислова мережа", а під промисловою

мережею розуміється промислова комунікаційна система з послідовною

передачею бітів, яка використовує металевий кабель, оптоволокно або

радіохвилі для зв’язку між мікропроцесорними засобами автоматизації.

В деяких джерелах терміни "польова шина" та "промислова мережа" не являються синонімами.

Градаціѐ мереж

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 5

комп'ютерні мережі*

мережі рівня

контролерів

(controller level)

мережі польового

рівня (field level +

sensor actuator level)

Кожна мережа призначена для певних цілей

(набір сервісів).

Умовно ї можна поділити на:

WorldFIP, Profibus FMS

Ethernet + TCP/IP

Ethernet/IP, Profinet CBA, Profibus DP

CANopen,

DeviceNET, ProfiNET

IO, Profibus PA

CANbus, Hart, AS-I, CClinkIO

Modbus RTU, Modbus/TCP

* - мережі та протоколи

Градаціѐ промислових мереж

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 6

Рівень контролерів (Controller level або Cell Level

забезпечують обмін між контролерами, засобами

SCADA/HMI та засобами рівня АСУП

Рівень датчиків, завданням мереж якого є

безпосереднє або через модулі/вводу виводу

опитування датчиків і керування роботою різноманітних

виконавчих механізмів.

• рівень датчиків/виконавчих механізмів

(Sensor/Actuator Level), для роботи

безпосередньо з інтелектуальними

датчиками/ВМ

• польовий рівень (Field Level), для зв’язку з

польовими засобами (розподіленим засобами

вводу/виводу, приводними засобами,

операторськими терміналами та панелями) Будь-яка градація є умовною!

Інший приклад градації мереж

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 7

Вимоги до промислових мереж

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 8

• детермінованість (длѐ обміну даними процесу): гарантоване визначеннѐ часу доставки даних;

• завадостійкість: вимоги до кабелів та їх прокладки • умови експлуатації мережних компонентів (IP, IK, Ex, NEMA) • надійність елементів, живучість мережі • простота і швидкість обслуговуваннѐ • можливість живленнѐ пристроя по мережному кабеля • топологіѐ і способи підкляченнѐ – надійність, швидкість монтажу,

довжини кабелів …

Умови експлуатації мережних компонентів Що таке IP (Ingress Protection)

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 9

ІР-код - перша цифра на ступінь захисту від твердих тіл, друга – від води. Чим більше ці цифри, тим краще оболонка (корпус) засобу захищаю його від попаданнѐ твердих тіл або рідини. Перша цифра ІР: IP 0x – захисту немаю; IP 1x – захист від твердих тіл >50 мм (захист від проникненнѐ в корпус руки); IP 2x – захист від твердих тіл >12 мм (захист від проникненнѐ в корпус пальцѐ); IP 3x – захист від твердих тіл >2.5 мм (захист від проникненнѐ в корпус інструменту); IP 4x - захист від твердих тіл >1 мм (захист від проникненнѐ невеликих тіл: гвинти, гайки і т.п.); IP 5x – пилозахищеність (пил може попадати всередину в дуже малих кількостѐх); IP 6x – пилонепроникність (повне викляченнѐ попаданнѐ пилу); Друга цифра ІР: IP x0 – захисту немаю; IP x1 – захист від вертикальних капель (попаданнѐ капель зверху на засіб не порушую його роботу); IP x2 – захист від капель, що падаять під кутом <=15 град до вертикалі; IP x3 – захист від падаячих бризк під кутом <=60 град до вертикалі (захист від дощу); IP x4 – захист від бризк в будь ѐкому напрѐмку; IP x5 – захист від струй води в будь ѐкому напрѐмку; IP x6 – захист від морських хвиль (допускаютьсѐ короткочасне погруженнѐ в рідину); IP x7 – доступне короткочасне знаходженнѐ в рідині на глибині до 1 м; IP x8 – повна водонепроникність (допускаютьсѐ постійне знаходженнѐ на глибині 1м); Якщо в коді замість одніюї цифри вказуютьсѐ літера Х, то ступінь захисту по цій категорії не обумовляютьсѐ.

Пам'ѐтай про IP?

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 10

Запомни сынок! Если в ответе на вопрос «Какой у этого девайса IP?» ты получаешь от инженера однобайтовый адрес – не спеши устраивать истерику.

Заботьсѐ о герметичности своей репутации - не подмочи её!

Памѐтка IT-шнику

asu.in.ua

Умови експлуатації мережних компонентів Що таке IK (Ingress Protection)

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 11

Стандарт IEC EN 62262 (попереднѐ версіѐ EN 50102) визначаять ступінь захисту електрообладнаннѐ від механічної дії (ударостійкість). Цей захист визначаютьсѐ ІК-кодом, ѐкий вказую на максимальну енергія удару, ѐку витримую оболонка засобу: IK00 (0 Дж), IK01(0,14 Дж), IK02(0,2 Дж), IK03(0,35 Дж), IK04(0,5 Дж), IK05(0,7 Дж), IK06(1 Дж), IK07(2 Дж), IK08(5 Дж), IK09(10 Дж) IK10(20 Дж).

Умови експлуатації мережних компонентів EX виконаннѐ (вибухозахищене) IEC 60079

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 12

Классификациѐ взрывоопасных зон и маркировка взрывозащищенного оборудованиѐ Ex-изделиѐ - это изделиѐ, которое полностья или частично применѐетсѐ длѐ использованиѐ электрической энергии и вклячаящие один или более видов взрывозащиты длѐ условий потенциально взрывоопасной газовой среды. К таковым, нарѐду с другими, относѐтсѐ устройства длѐ выработки, передачи, распределениѐ, хранениѐ, измерениѐ, регулированиѐ, преобразованиѐ и потреблениѐ электрической энергии, устройства электросвѐзи, а также изделиѐ, применѐемые во взрывоопасных зонах, которые могут служить источником воспламенениѐ. Ex-компоненты - части Ex-изделиѐ, которые отдельно во взрывоопасной среде не используят; при встраивании в Ех-оборудование Ex-компонентов в обѐзательном порѐдке требуетсѐ подтверждение соответствиѐ их взрывозащитных свойств требованиѐм нормативных документов. Ех-системы - агрегаты из соединенных между собой Ех-изделий, в которых соединение должно быть выполнено в соответствии с описательным документом системы, с тем, чтобы оно отвечало требованиѐм взрывозащиты. Ех-оборудование - общий термин, применѐящийсѐ к Ех-изделиѐм (устройствам), компонентам и системам.

http://www.cortemgroup.ru/cortemqfm000r08u80040b.html

Історіѐ розвитку

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 13

https://sites.google.com/site/fieldbusbook/seti/2-2-istoria-rozvitku-ta-standartizaciie-promislovih-merez

Міжнародна стандартизаціѐ

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 14

https://sites.google.com/site/fieldbusbook/seti/2-2-istoria-rozvitku-ta-standartizaciie-promislovih-merez

Всі стандарти об’юднані у юдину групу під назвоя "Industrial communication networks" 1. IEC 61158 длѐ розробки пристроїв; 2. IEC 61784-1 та IEC 61784-2 длѐ розробників систем. 3. IEC 61784-2 - RealTime Ethernet 4. IEC 61784-3 – Safe System 5. IEC 61918 та IEC 61784-5 - методика плануваннѐ, монтажу, перевірки правильної роботи та адмініструваннѐ

Скільки ще потрібно протоколів та мереж?

23.02.2015 NET - Функції пром.мереж.

pupena_san@ukr.net 15

Розробнику! Подумай про доля своїх пристроїв,

перш ніж прописувати в них пропріютарний протокол! asu.in.ua

Сьогоднішні мережі та протоколи задовольнѐять усі дійсні потреби ринку! Тим не менше кожна організаціѐ може розробити свій власний

"велосипед".