Системы автоматизации и управления технологическими процессами
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
?ругому. Наряду с линией различают форму звезды, кольца, дерева. Каждая из этих структур (или топологий) имеет определенные преимущества и находит соответствующее применение в различных отраслях техники автоматизации. На Рисунок 3.3 показаны основные структуры. При необходимости использования в коммуникации телефонных линий и мини-АТС образуется структура в форме звезды. Расширения в звездообразной структуре, в общем, не выгодны, звезда не гибкая, поскольку центральная станция должна располагать возможностью подключения для каждой вновь подключаемой системы - иметь необходимый разъем. Кроме того, вся горизонтальная коммуникация осуществляется через централь, что имеет значительный недостаток. И, наконец, по этой причине функция всей сети зависит от централи. В кольцеобразной форме управление и контроль сети разделены зачастую между всеми участниками.
Сетевые узлы - это другое наименование участников - имеют по два разъема, которыми они связаны с другими участниками.
Рисунок 3.3 - Компоненты автоматизации соединяются друг с другом различными способами
Они постоянно активны и регенерируют проходящие сообщения. Из-за такого усиления сигнала кольцеобразные сети могут тянуться на большие расстояния. Однако их недостаток в том, что каждая станция должна быть в постоянной готовности, т.к. в противном случае кольцо будет прервано и вся сеть будет нарушена. Из соображений надежности работы колец должно быть два, т.е. в конструкции должен быть предусмотрен резерв. С точки зрения кабельного соединения кольцо является самой дорогостоящей формой. Чистая кольцеобразная структура, как изображено на Рисунок 3.3, на практике вряд ли встречается. Если в здании устанавливают кольцеобразную систему и в последствии ее расширяют, она, скорее всего, выглядит, как показано на Рисунок 3.4. Линия, напротив, является самым дешевым видом кабельного соединения. Она не зависит от иерархического расположения участников. Все участники разветвлениями подключены к общему кабелю. В противовес кольцевой структуре здесь используется лишь половина кабеля. Линейная структура имеет также множество других преимуществ, т.к. есть физическая возможность коммуникации каждой станции с каждой другой. Поэтому сегодня повсеместно она используется синонимом понятию „шина". Древовидная структура представляет собой модификацию линейной структуры, множество "ветвей" соединено со "стволом". Расширения возможны с помощью присоединения дальнейших ветвей. Таким образом, возникают крупные сети, в которых могут интегрироваться подсети с различной топологией.
Рисунок 3.4 - Кабельное соединение в кольцеобразной сети внутри здания не выгодно
Среда передачи должна быть недорогой. Чем выше иерархическое положение, тем больше характеристик имеют передаваемые данные. Т.е., между немногими партнерами передаются большие пакеты данных, являющиеся актуальными длительное время. Шина должна справляться с таким количеством информации. Независимо от топологии сети для коммуникации используются различные среды передачи с разной степенью мощности.
Шины конструируются из кабелей, так называемых передающих сред. В основном различают три среды передачи данных: скрученный двужильный кабель (twisted pair), коаксиальный кабель и за последнее время все более часто применяемый световод (стекловолоконный волновод).
3.3 AS-интерфейс
интерфейс (Actuators/Sensors interface - интерфейс исполнительных устройств и датчиков) является открытой промышленной сетью нижнего (полевого) уровня систем автоматизации, которая предназначена для организации связи с исполнительными устройствами и датчиками. AS-интерфейс позволяет подключать датчики и исполнительные механизмы к системе управления на основе построения сети с использованием одного двухжильного кабеля, с помощью которого обеспечивается как питание всех сетевых устройств, так и опрос датчиков и выдача команд на исполнительные механизмы.
При наличии в системе специальных модулей AS-интерфейс позволяет подключать обычные широко распространенные датчики и исполнительные механизмы. Кроме того, в настоящее время существенно расширяется номенклатура датчиков и исполнительных механизмов со встроенной в их электронную часть интегральной микросхемой ведомого устройства AS-интерфейса.
Гибкость управления системой достигается за счет применения различных ведущих устройств. Функции ведущих устройств могут выполнять программируемые логические контроллеры, промышленные компьютеры или модули связи с сетями более высокого уровня - ModBus, Interbus, CANopen, DeviceNet, Profibus и др.
Физические характеристики
Наиболее важными физическими характеристиками AS-интерфейса и его компонентов являются следующие: 2-жильный кабель для передачи сигналов и подачи напряжения питания.
Можно использовать простой 2-жильный кабель с поперечным сечением 2x1.5 мм2. Необходимости в использовании экранированного кабеля или витой пары нет. По одному кабелю передаются одновременно и данные, и напряжение питания. Мощность, которая может быть подана на ведомое устройство, зависит от используемого блока питания AS - интерфейса.
Для выполнения соединений оптимальным образом предлагается кабель специального профиля, исключающий подключение с неправильной полярностью и позволяющий производить подключение пользовательских модулей AS-интерфейса методом прокалывания оболочки кабеля.
Древовидная топология сети при длине кабеля до 100 м