Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,570

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СЕТИ

Компьютеры и микропроцессоры стремительно проникают в нашу жизнь. В современ­ных системах автоматизации даже механические клапаны и задвижки, некогда абсолютно пассив­ные, теперь способны общаться - воспринимать команды и информировать о своих рабочих со­стояниях, поскольку имеют микропроцессорное управление.

С открытием межгосударственных, и прежде всего, экономических границ отечественные специалисты смогли не только познакомиться с самыми современными технологиями в области построения систем комплексной автоматизации, но и активно их использовать. Сам по себе ин­тересен тот факт, что в настоящее время в среде специалистов по автоматизации ведутся споры не о том, на каких микросхемах построена па­мять или какая использована элементная база, а прежде всего о том, использование каких техно­логий сегодня даст хороший потенциал возмож­ностей завтра.

Основная цель построения распределенных систем автоматизации - удешевление и упрощение технологий и управления производством и эксплуатацией системы за счет обеспечения технологии сквозного сетевого доступа: от мощных компьютеров и многофункциональных контроллеров до интеллектуальных пассивных элементов (датчиков, регуляторов и т.п.). При этом такая сеть должна удовлетворять всем современным требованиям по функциональности, надежности и открытости.

Другими словами, на первый план выступают так называемые промышленные сети. В мире насчитывается уже несколько десятков типов таких сетей. Комплектующие изделия к ним выпу­скают сотни компаний. Современные системы управления невозможны без применения промышленных сетей.

Технология построения единой информационной сети, объединяющей компьютеры, ин­теллектуальные контроллеры, программаторы, панели оператора, датчики и исполнительные механизмы, определяется одним термином -fieldbus (полевая шина или промышленная сеть).

Fieldbus - это, во-первых, некий физический способ объединения устройств (например, с помощью интерфейса RS-485) и, во-вторых, программно-логический протокол их взаимо­действия.

Из-за насыщенности рынка предложениями в этой области чрезвычайно актуальна сама про­блема выбора решения. Действительно, когда на рынке вращаются около 50 fieldbus-систем, то без четко сформулированных критериев сложно отдать предпочтение какой-либо из них. Первый и, может быть, главный вопрос, на который не­обходимо получить ответ: что лучше использо­вать - фирменное решение от одной компании или решение, опирающееся на стандарты, под­держиваемые большим числом фирм?

Объединение в одну цифровую сеть нескольких устройств - это только начальный шаг к организации их эффективного и надежного взаимодействия. Там, где коммуникационные системы однородны, т.е. построены из устройств одного производителя, аппаратно-программные проблемы, как правило, решены. Но когда речь идет о построении систем с использованием устройств различных производителей, то неиз­бежно возникают вопросы их совместимости.

Системы, работающие по уникальным протоколам связи и производимые и поддерживаемые одной компанией, получили название закрытых систем. Большинство таких систем зародилось в те времена, когда проблемы инте­грации изделий от разных производителей не считались актуальными. Успешно же интегри­ровать в единую систему изделия от различных производителей позволяет использование прин­ципов открытых систем. Частнофирменные ре­шения - это интеллектуальная собственность отдельных компаний, и использование таких технологий ограничивается необходимостью получения лицензионного права пользования. Другое дело - открытые системы, открытые технологии, открытые сети.

Сеть считается открытой, если она удовлетворяет следующим критериям. Это:

  1. наличие полных опубликованных спецификаций с возможностью их приобретения за разумные деньги;
  2. наличие критического минимума доступных компонентов (интерфейсные кристаллы и готовые изделия) от ряда независимых поставщиков;
  3. организация хорошо разработанного процесса ратификации возможных дополнений к стандартам и спецификациям.

Более коротко это можно сформулировать так: каждый желающий имеет возможность использовать то, что уже наработано, или выпол­нять собственные разработки, в том числе и та­кие, которые могут использоваться другими.

Если fieldbus-технология относится к открытым системам, то она должна обладать сле­дующим рядом принципиальных качеств:

  1. включаемостью (interconnectivity), то есть возможностью свободного физического включе­ния в общую сеть устройств от различных производителей;
  2. взаимодействием (interoperability), то есть возможностью построения работоспособной сети на основе включения компонентов от различных поставщиков;
  3. взаимозаменяемостью (interchangeability) -возможностью замены компонентов аналогичными устройствами от других производителей.

Очевидно, что конечной целью создания от­крытой промышленной сети является м дости­жение именно взаимозаменяемости отдельных ее компонентов. Это возможно, если специфи­кации протоколов полные и существует отла­женная система тестирования и сертификации новых изделий.

Результаты исследований рынка промышленных сетей, предоставленные независимыми маркетинговыми компаниями, свидетельствуют о постоянном росте открытых fieldbus-систем (около 20 % в год). Однако до сих пор суще­ственную долю рынка занимают и закрытые (частнофирменные) решения.

Однако книг на русском языке, в том числе и учебников, по данной тематике автору найти не удалось, и о многих таких сетях информацию можно получить только из Интернета. Все это побудило автора обобщить имеющуюся у него информацию по промышленным сетям, полученную из отечественных научных журналов, рекламных проспектов, фирменной технической документации, иностранных специализированных повторяющихся изданий, интернет-сайтов, материалов лекций по курсу «Вычислительные машины, системы и сети», читаемых автором в течение ряда лет в Дзержинском политехниче­ском институте, и оформить её в виде учебного пособия для студентов специальности 210200 «Автоматизация технологических процессов и производств». Данное пособие будет полезно студентам при выполнении курсовых и диплом­ных проектов, а также специалистам по автома­тизации технологических процессов и произ­водств в их практической работе.


Библиографическая ссылка

Зимин В.В. ПРОМЫШЛЕННЫЕ СЕТИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2011. – № 7. – С. 92-94;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=1491 (дата обращения: 23.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074