Wykad #2 - Charakterystyka sieci przemysowych 05.03.2009 dr in. Jarosaw Tarnawski

Co to jest przemysowa sie informatyczna?

To sie teleinformatyczna umoliwiajca komunikacj pomidzy rnymi urzdzeniami cyfrowymi w ustandaryzowany sposb i w warunkach przemysowych Wymagania wobec sieci przemysowych: Wysoka niezawodno Przewidywalno procesu komunikacji

Znaczenie komunikacji w automatycePosiadanie wiarygodnej informacji w systemie automatyki jest konieczne do prawidowego prowadzenia procesu Na wiarygodn informacj skada si wiele czynnikw, a komunikacja jest jednym z waniejszych Rola komunikacji jest krytyczna z punktu widzenia technologii, ekonomii i bezpieczestwa prowadzenia procesu

Warunki przemysowe

Zanieczyszczenia Szeroki zakres temperatur Wilgotno Haas Zakcenia elektromagnetyczne Drgania, wstrzsy, uderzenia Zapylenie Due odlegoci Dua liczba urzdze Wycieki Naprenia mechaniczne Opary, oleje

Specjalne warunki przemysoweZagroenie wybuchem Substancje chemiczne (zakwaszenie, korozja) Obcowanie z materi biologiczn Praca na wysokoci Praca pod ziemi Praca na morzu Praca w powietrzu Praca podczas ruchu

Charakter wiadomoci w sieciach oglnego przeznaczeniaW sieciach biurowych, domowych i oglnego przeznaczenia przesya si raczej rzadko, ale due iloci danych. S to czsto dokumenty pakietw biurowych oraz dokumentacje np. oferty, zestawienia, pisma, analizy ekonomiczne, reklamy, listy elektroniczne

Charakter danych w PSIW sieciach przemysowych dane przesyane s czsto, ale s one krtkie (maj niewielki rozmiar). Dane maj charakter np. wartoci pomiaru, rozkazw start/stop, alarmu, przekazania wartoci zadanej do zrealizowania przez regulator itd. Bardzo czsto waciwa informacja w PSI to jeden bit albo jedno sowo

Wymagania stawiane PSINiezawodno Przewidywalno procesu komunikacji Relacja pomidzy wzami w sieci Praca w czasie rzeczywistym

Efektywno w przekazywaniu krtkich wiadomoci Standaryzacja interfejsw, atwo podczania duej liczby urzdze Moliwo podczenia do zewntrznych sieci atwo lokalizowania usterek

Sieci przemysowe nazywane s czsto sieciami miejscowymi, polowymi (ang. fieldbus) zaliczaj si do grupy sieci lokalnych, ktrych rozmiar ograniczony jest do rozmiarw sterowanej instalacji lub hali fabrycznej. Sieci te mog czy si innymi segmentami sieci oglnozakadowych stajc si elementem niejednorodnej sieci rozlegej

Struktura informacyjna

Struktura informacyjna przedsibiorstwa posiada nastpujce poziomy: Poziom obiektowy (field): pomiary,

urzdzenia wykonawcze, rozproszone we/wy Poziom procesowy (process): DCS, SCADA, PLC Poziom zarzdzania (business): analizy ekonomiczne, optymalizacja

Elementy struktury informacyjnejUrzdzenia pomiarowe Urzdzenia wykonawcze Urzdzenia sterujce Urzdzenia interfejsu uytkownika Bazy danych Serwery obliczeniowe Systemy SCADA

Struktura informacyjna

Normy

Model ISO/OSIWarstwa 7 Warstwa 6

Aplikacji Prezentacji

Warstwa 5Warstwa 4 Warstwa 3

SesjiTransportowa Sieciowa

Warstwa 2Warstwa 1

cza danychFizyczna

Warstwa fizyczna w PSI

Kable sieciowe Miedziane Wsposiowe Skrcane wiatowody

Modulacja sygnau Zamiana informacji na sygna, ktry bdzie

przesyany (elektryczny, wietlny, radiowy)

Topologia sieci W PSI czsto redundantne dla podwyszenia

niezawodnoci

Warstwa liniowa

Dostp do cza Stochastyczny metoda CSMA/CD (ang. Carrier Sense Multiple Access /Colission Detection) Deterministyczny Przekazywanie znacznika Odpytywanie

W PSI wany jest determinizm czasowy w dostarczaniu informacji!

Ethernet a PSIEthernet w swojej oryginalnej postaci NIE JEST sieci przemysow m.in. dlatego, e nie spenia postulatu pracy w czasie rzeczywistym Istniej mechanizmy innego sposobu dostpu do cza i tzw. Ethernetu przemysowego

Elementy infrastruktury PSI

Okablowanie Urzdzenia sieciowe Przeczniki (ang. switch) Rutery (ang. router) Wzmacniaki (ang. repeater)

Maszty, anteny Zcza, interfejsy, wtyki gniazda Rynny korytarze, panele krosownicze Wersje przemysowe!

PodsumowanieZnaczenie komunikacji w automatyce Warunki przemysowe Charakter przesyanych danych Determinizm czasowy Sprztowe podwyszanie niezawodnoci przesyania informacji Struktura informacyjna systemu automatyki Urzdzenia przemysowe Interfejsy i doczanie urzdze

Bibliografia

Andrew Tanenbaum, Sieci komputerowe, Helion, 2004 Krzysztof Nowicki, Ethernet sieci, mechanizmy, Infotech, 2006 Kwieci Andrzej, Analiza przepywu informacji w komputerowych sieciach przemysowych, Pracownia Komputerowa Jacka Skalmierskiego, 2004 Wodzimierz Solnik, Zbigniew Zajda, Komputerowe sieci przemysowe Profibus DP i MPI, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocawskiej, 2007 Rafa Pawlak, Okablowanie strukturalne sieci, Helion, 2006