Архитектура промышленной сети BitBus
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
в на низших уровнях. Конечно, разница между таким взглядом и сегодняшней реальностью достаточно очевидна. Современные системы состоят из сети распределенных систем клиент\сервер, связанных посредством маршрутизаторов, мостов и шлюзов. Многие клиентские компьютеры и сервера обладают одинаковой производительностью, лишь небольшое количество их более мощные нежели остальные, включая многочисленные рабочие станции, редкие миниЭВМ и почти вымершие мэйнфреймы.
Устаревшая архитектурная модель состоит из пяти уровней (рис 6). Не смотря на то, что мир контрольных сетей не является настолько продвинутым, как компьютерный, его развитие в этом направлении неизбежно, благодаря преимуществам этой технологии для конечных пользователей. Децентрализация компьютерных систем приносит колоссальные вычислительные мощности туда, где при централизованной системе это было просто невозможно. Распределенное управление, аналогично, позволяет расширить круг управления. Распределенные системы контроля одноуровневой архитектуры установлены в офисных зданиях, жилых домах, гостиницах, на транспорте и др. Индустриальные системы контроля, загроможденные своим установленным оборудованием, задержались на старте, но теперь набирают скорость и развиваются в том же направлении. Системы управления одноуровневой архитектуры работают в газовых хранилищах, очистных сооружениях, заводах, металлургических комбинатах, автоматических производственных линиях, нефтепроводах и др. Микро PLC (Programmable Logical Controller) и сетевые микро PLC наиболее перспективное направление на рынке дискретного управления.
Рисунки 1.3., 1.4. и 1.5. показывают возможные стадии развития системной архитектуры от иерархической к одноуровневой.
Система, показанная на рисунке 1.3. похожа на большинство промышленных систем. На заводе каждая ячейка может состоять из множества подсистем, выполняющих управление различными функциями передвижения, монтажа, штамповки и другими действиями. Продукт передвигается от ячейки к ячейке по конвейерной линии в течение монтажного процесса. Каждая ячейка может быть оснащена PLC, встроенным PC, индустриальными компьютерами и т.д., управляющими неинтеллектуальными сенсорами и вводом/выводом. Традиционные системы автоматизации зданий и других систем могут быть сегментированы подобным образом.
Рисунок 1.4. показывает систему промежуточной архитектуры, состоящую из нескольких неинтеллектуальных сенсоров (S) и приводов (A), управляемых центральным контроллером, связанным с распределенными подсистемами, использующими интеллектуальные сенсоры (IS) и приводы (IA). Эти интеллектуальные сенсоры передают контрольные сигналы через одноуровневые соединения.
Рисунок 1.5. состоит только из интеллектуальных сенсоров и приводов. Распределенная система логически сегментирована по функциям для обеспечения модульной реализации. Сегментация с использованием маршрутизаторов локализует передачу информации для избежания ненужных взаимодействий устройств, позволяя ячейкам общаться между собой.
Такая распределенная система работает корректно при условии:
- достаточного адресного пространства;
- наличия логической сегментации системы, реализуемой посредством адресации и фильтрации трафика;
- производительность компьютеров, скорость обмена данными и размер пакета масштабируемы для каждого узла в зависимости от решаемой задачи управления.
Рисунок 1.3. Традиционная иерархическая система.
Рисунок 1.4. Переходная система с иерархическими и равноправными элементами.
Рисунок 1.5. Распределенная система одноуровневой архитектуры.
Уровень OSI/ISOЦельВажные ОсобенностиВыгода123457Прикладной уровеньСовместимость приложения, сенсора/привода 1. Высокоуровневые определения объектов интерфейса.
2. Стандартные конфигурируемые параметры.1. Представление любого сенсора/привода или интерфейса контроллера как совокупности объектов высокого уровня.
2. Совместимость со стандартными интерфейсами сенсоров.6Уровень представления данныхИнтерпретация данныхСтандартные типы данных.Возможность обмениваться и интерпретировать стандартные данные вне зависимости от приложения.5Сеансовый уровеньУдаленные действия1. Запрос/Ответ.
2. Аутентификация.1. Надежность для обеспечения подтверждения действия и подлинности отправителя.
4Транспортный уровеньНадежность передачи1. Передача сообщений без подтверждения с/без повторов.
2. Передача с подтверждениями.
3. Множественные сообщения с/без подтверждения от каждого узла по выбору.
4. Обнаружение повторов.1. Оптимальная связь с большим числом устройств и с устройствами, не подтверждающими прием. Улучшение надежности работы сети.
2. Надежная доставка сообщений.
3. Производительность и надежность.
4. Устранение лишних повторных сообщений, пришедших окольным путем, что возможно вследствие свободной топологии.3Сетевой уровень
- Маршрутизация, адресация1. Поддержка маршрутизаторов.1. Размер и взаимосвязь-поддержка больших сетей.