Embed Size (px)
Citation preview
Промислові мережі та інтеграційні технології
Призначення промислових комунікацій
реєстрація [email protected]
автор і лектор: Олександр Пупена ([email protected]) зворотній зв’язок по курсу: Інтернет-форум АСУ в Україні (www.asu.in.ua)
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
Типова архітектура управління підприємством: функції по рівням
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
ІАСУ = АСУТП + АСУП
Інтеграція підсистем
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
Функціонування всієї системи => виконання взаємопов'язаних функцій підсистем.
Взаємозв'язок => обмін даними
Реальний час
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
Реальний час — режим роботи автоматизованої системи обробки інформації і керування, при якому враховуються обмеження на часові характеристики функціонування (tвиконання < tмакс)
жорсткий реальний час — режим роботи системи, при якому порушення часових обмежень рівнозначно відмові системи і веде до неможливості вирішення поставленої задачі; м'який реальний час — режим роботи системи, при якому порушення часових обмежень призводять (тільки) до зниження якості роботи системи
ізохронний режим — режим роботи системи, при якому усі підсистеми виконують дії одночасно через чітко визначені проміжки (tмін < tвиконання < tмакс)
Системи реального часу
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
Система керування, що працює у реальному часі, повинна - зібрати дані, - провести їх обробку за заданими алгоритмами і - видати керувальні впливи за такий проміжок часу, який забезпечує успішне вирішення поставлених перед системою завдань.
Будь-яка система називається системою реального часу (СРЧ), якщо правильність її функціонування залежить не тільки від логічної коректності обчислень, але і від часу, за який ці обчислення проводяться.
• Які підсистеми ІАСУ відносяться до систем реального часу? • Який обмін повинен проходити в жорсткому реальному часі, а який в
м’якому?
Функціонування розподіленої СРЧ можливе тільки при: - виконанні локальний функцій в РЧ - обміну даними в РЧ
Типи пристроїв АСУ ТП на базі SCADA (+PLC)
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
- контролери (PLC, регулятори) - засоби SCADA/HMI - Devices (I/O Device, Drives …) - датчики/ВМ - програматори
SCADA HMI SCADA
PLC PLC PLC
Розподілені I/O
Приводи та інші засоби
Програматор
датчики
ИМ
Програматор
комунікації
другое ПО
комунікації
Обмін PLC<->PLC
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
PLC1
Distributed Application
змінні
local Application
змінні
PLC2 PLC3
local Application
змінні
local Application
змінні
змінні
змінні дані процесу
- обмін даними процесу (реальний час) - обмін діагностичними даними - обмін даними стану (системи з
резервуванням)
1
Дані процесу (інформація про стан процесу + керування процесом)
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
• Що з цього є даними процесу? • значення датчику витрати продукту • завдання на позиціонер виконавчого механізму регулюючого клапану
подачі теплоносія • значення датчика наближення • команда на електромагнітний клапан • стан аварії клапану по спрацюванню кінцевика • задане значення на регулятор витрати • Кр, Ті регулятору витрати • діапазон вхідного аналогового сигналу • діапазон масштабування аналогового сигналу • стан ПЛК (Пуск/Стоп) • стан комунікаційного каналу (помилка, обмін функціонує)
• Від чого ми відштовхуємося при визначенні?
Системи з резервуванням (1)
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
Remote I/O Remote I/O Remote I/O
первинний
контролер
резервний
контролер
SCADA/HMI
мережа М1
мережа М2
мережа М3
1
Обмін PLC<-> Devices
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
- обмін даними процесу: PLC<-> Devices (реальний час) - обмін параметричними даними: PLC-> Devices
(конфігурування/налаштування) - команди управління режимом роботи пристроїв: PLC-> Devices - діагностичні дані: Devices ->PLC (перевірка стану, факт та причини
помилок)
функціональність як у PLC<->локальні модулі 2
Параметричні дані пристрою (параметри роботи засобів автоматизації)
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
• Що з цього є параметричними даними? • значення датчику витрати продукту • завдання на позиціонер виконавчого механізму регулюючого клапану
подачі теплоносія • значення датчика наближення • команда на електромагнітний клапан • стан аварії клапану по спрацюванню кінцевика • задане значення на регулятор витрати • Кр, Ті регулятору витрати • діапазон вхідного аналогового сигналу • діапазон масштабування аналогового сигналу • стан ПЛК (Пуск/Стоп) • стан комунікаційного каналу (помилка, обмін функціонує)
• Від чого ми відштовхуємося при визначенні?
Діагностичні дані пристрою/мережі (інформація про стан засобів автоматизації)
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
• Що з цього є діагностичними даними? • значення датчику витрати продукту • завдання на позиціонер виконавчого механізму регулюючого клапану
подачі теплоносія • значення датчика наближення • команда на електромагнітний клапан • стан аварії клапану по спрацюванню кінцевика • задане значення на регулятор витрати • Кр, Ті регулятору витрати • діапазон вхідного аналогового сигналу • діапазон масштабування аналогового сигналу • стан ПЛК (Пуск/Стоп) • стан комунікаційного каналу (помилка, обмін функціонує)
• Від чого ми відштовхуємося при визначенні?
Обмін Device <-> Device
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
distributed Application
- обмін даними процесу
Device1
функція/ФБ функція/ФБ
дані
процесу
Device2
3
Обмін SCADA/HMI<->PLC/Device
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
PLC1
local Application
змінні
- обмін даними процесу: PLC<->SCADA/HMI - обмін діагностичними даними: PLC->SCADA/HMI - керування станом: SCADA/HMI->PLC
SCADA/HMI
Application SCADA/HMI
змінні
дані
процесу
стан команди
керування
4
Обмін Програматор<->PLC/Device/SCADA/HMI
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
- підключення тільки при необхідності - обмін параметричними даними - обмін даними процесу - обмін діагностичними даними - керування станом
5
Обмін SCADA/HMI<->SCADA/HMI/інше ПЗ
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
- обмін даними процесу - статистичні/історичні дані процесу
6
Властивості обміну даними/командами
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
обмін даним процесу
- порівняно невеликі об'єми - реальний час - для I/O циклічний/періодичний або по зміні значення - вище пріоритет за параметричні
- порівняно великі обсяги даних - НЕ реальний час - обмін тільки за необхідності (завантаження/вивантаження) - низький пріоритет
обмін параметричними даними
- передача стану пристрою – циклічний обмін, реальний час, високий пріоритет - передача причини помилки – за необхідністю (за запитом), низький пріоритет
обмін діагностичними даними
- переведення в режими: операційний (Operate/RUN), зупинка (NotOperate/STOP) передопераційний (PreoPerate), ініціалізація (Init) , і т.д.
- передача команди за запитом користувача або керуючою системою - високий пріоритет
керування станом/режимом
Комунікаційні сервіси: що і як нам доступно?
23.02.2015 NET - Призначення пром.мереж.
обмін даними процесу
обмін параметричними даними
діагностичні сервіси
керування режимом пристрою
- якими саме даними? - яка циклічність: циклічно, періодично, за запитом,
за зміною? - як налаштовується обмін (інтерфейс)? - який гарантований час відгуку?
- яку саме частину конфігураційних даних ми можемо змінити?
- в який момент це можна зробити? - як налаштовується (який інтерфейс)?
- яку діагностичну інформацію ми можемо отримати?
- який автомат станів у пристрою? - як налаштовується (інтерфейс)?
- який автомат станів у пристрою? - як налаштовується (інтерфейс)?
Комунікаційний сервіс – послуги, що надаються комунікацією пристрою
або його частиною (мережною картою, драйвером, функцією…)
- при виборі рішень під час проектування розподіленої системи самі на ці
питання треба звертати увагу
- сервіси мережі не завжди повністю реалізовуються в пристроях, і
навпаки, сервіси комунікаційних складових не завжди обмежуються
сервісами мережі
