Ієрархія рівнів управління. Піраміда управління.
Малюнок 3 - ієрархія рівнів управління.
Ієрархія рівнів управління передбачає наявність 4х рівнів, які можна визначити формально назвами виконуючих функцій.
1. Самий верхній рівень - директор володіє мінімальним об'ємом оброблюваної інформації і максимальною відповідальністю за прийняття рішення (представлений людьми);
2. Технологи - особи, які здійснюють підготовку виробництва, оперують великою кількістю інформації (представлений людьми);
3. Оператори (сервери) - інформації ще більше. (Представлений і людьми і апаратурою)
4. Виконавчі механізми - тільки апаратура, яка має максимальну інформацією;
ü стратегічні завдання управління
ü тактичні завдання управління
ü рівень (завдання) управління
Особливості промислових ІУС.
1. розподілених ІУС (просторова розподіленість);
2. Ієрархічність системи ІКС (полягає в тому, що різні рівні управління будуть реалізовані по-різному);
3. Гетерогенность систем і інтерфейсів (полягає у використанні різних модулів і ЕОМ, в різних місцях ІКС);
4. Порівняно низька швидкодія;
Ієрархічна структура використання інтерфейсів
Малюнок 4 - Ієрархія ІУС.
1 рівень - персональні ЕОМ, які відповідають директорського рівня управління; використовувані на цьому рівні інтерфейси - радіоканальні і Ethernet. в подальшому за допомогою моста перетворюються в інтерфейси 2 рівня - рівня локальної мережі підприємства (найчастіше промисловий Ethernet (своя апаратура, свої кабель канали)).
До промислових Ethernet підключають ПЕОМ.
За допомогою наступного моста формується мережа 3 рівня - промислова мережа (промисловий Ethernet) - підключаються ПЕОМ, ПЛК і блок HMI (людино-машинний інтерфейс), що становлять 4 рівень.
На 5 рівні ієрархії використовується так звана польова шина - інтерфейс, призначений для підключення промислових пристроїв, що характеризується наступними характеристиками:
1. Висока протяжність;
3. Висока стійкість перед перешкодами;
4. Гарантія роботи;
Принципи побудови симетричних і несиметричних ліній зв'язку
Несиметрична лінія зв'язку (небалансні) реалізується на підставі використання ліній «загальний провід». Для передачі інформації використовується по одному провіднику на кожен сигнал, впливаючи зовні, електромагнітна перешкода створює на даному провіднику ЕРС-перешкоди, які формують напруга перешкоди на опорі приймача.
Малюнок 5 - Реалізація несиметричною ланцюга.
Переваги несиметричною лінії:
1. простота схемотехнической реалізації;
2. економне використання ліній зв'язку;
Недоліки несиметричною лінії:
1. низька завадостійкість, і, отже, низька протяжність інтерфейсу;
Наприклад, інтерфейс RS -232.
Симетрична ланцюг (балансная) заснована на організації кільця з провідників. Для передачі одного сигналу використовується 2 лінії зв'язку, замикає в кільце, в найпростішому випадку трансформаторами. У цьому випадку сигнал передається по двох, розташованим поруч провідникам. Під впливом електромагнітної перешкоди, в них створюється однакові, але різноспрямовані ЕРС, тобто сума струмів перешкоди в кільці інтерфейсу приблизно дорівнює 0. Таким чином, дана реалізація інтерфейсу більш перешкодостійкі.
Малюнок 6 - Реалізація симетричною ланцюга.
Пристрої перетворення балансних в небалансні (і навпаки) - Балун (червоний або синій, залежно від того, що і будь-що перетворює).
1. Висока стійкість перед перешкодами;
2. Значна протяжність;
1. Складність апаратної реалізації;
2. Подвоєне кількість ліній зв'язку;
3. Складність організації многоабонементності;
Використання трансформаторів з одного боку призводить до гальванічної ізоляції один від одного передавача від приймача, а з іншого створює проблеми при реалізації многоабонементності, в силу чого використовуються в реальних промислових мережах НЕ трансформатори, а резистивні термінатори (для зменшення відображень в інтерфейсі даних).
Наприклад, Ethernet (використання трансформаторів), а також RS -485 (використання резистивних термінаторів).
Реалізація симетричних ліній зв'язків вRS-485
Малюнок 7 - Реалізація симетричних ліній зв'язку в RS-485.
Використовується активний термінатор, в якому присутня 3 резистора, з'єднаних сигнальними лініями, загальним проводом і проводом напруги харчування. У ряді випадків (інші інтерфейси), резистори, підключені до напруги харчування і загального проведення, можуть бути відсутніми.
1. Висока перешкодозахищеність
2. Простота реалізації Багатоабонентна
3. Невелика кількість ліній зв'язку
Недолік: відсутність гальванічної ізоляції абонентів мережі.
Логічна реалізація інтерфейсаUSB
Малюнок 8 - Логічна реалізація USB.
Логічна реалізація інтерфейсаCAN
Малюнок 9 - Механізм неруйнівного арбітражу.
Логічна реалізація інтерфейсаPROFI-bus
Інтерфейс запропонований фірмою Siemens для організації польових шин. Всі пристрої діляться на активні (master) і підлеглі (slave). Право активізувати процес передачі належить master -улаштування, котрий володіє токеном. Все master-пристрої пов'язані в кільце передачі токена. У кожен момент часу йде тільки одна інформаційна транзакція. У тому випадку, якщо master-пристрій захоче отримати або передати дані slave -улаштування, воно повинно попередньо передати йому відповідну команду, в даній мережі регламентується час утримання маркера, активним master -улаштування. У разі перевищення цього часу master-пристрій визнається за непрацездатний, і виключається з кільця маркера.
Малюнок 10 - Механізм передачі маркера в PB.
Способи підключення датчиків
Малюнок 11 - Двухпроводная схема підключення датчиків.
Перевага - простота реалізації
Недолік - вплив на виміряну інформацію характеристик проводів підключення.
Для мінімізації впливу проводів підключення використовується трёхпроводнаясхема. в якій один з проводів, ідентичний двох залишилися, використовується для визначення їх впливу.
Малюнок 12 - трьохпровідний схема підключення датчиків.
Четирёхпроводнаясхема - дозволяє здійснити зміну відхилення параметрів датчика від пристрою, встановленого зразка. Це так звана бруківка схема, на яку подається напруга живлення, а з якої знімається парафазного (диференційний) сигнал, пропорційний характеристиці одного з елементів моста.
Малюнок 13 - чьотирьох схема підключення датчиків.
Малюнок 14 - Активна і реактивна мостові схеми.
Малюнок 15 - Властивості різних способів підключення датчиків.