Один из вариантов такой сети приведен на рис.1. Здесь представлена система управления на базе электрических модулей связи ELM. Модуль связи является концентратором с широковещательным трафиком, поэтому на него рас- пространяются все ограничения стандарта IEEE 802.3. На рис.33 показаны мо- дули связи с интерфейсом промышленных витых пар.
Рис. 1. Система управления на базе электрических модулей связи ELM
Непосредственное соединение двух модулей ELM может выполняться ТР ХР-кордом 9/9 длиной 1 м или стандартным ITP XP-кабелем 9/9 длиной от 2 до 100 м. Допускается последовательное включение до 13 модулей ELM. Промышленная витая пара ITP (Industrial Twisted Pair) превосходит по техническим характеристикам витую пару категории 5.
Стандартный ITP-кабель может поставляться в виде отрезков разной длины с заранее установленными соединителями:
· стандартный ITP-кабель 9/15 с 9- и 15-контактными разъемами;
· стандартный ITP ХР-кабель 9/9 с двумя 9-контактными разъемами;
· стандартный ITP ХР-кабель 15/15 с двумя 15-контактными разъемами;
· соединительный кабель ТР-корд с заранее установленными соединителями и максимальной длиной 10 м. Данный кабель комплектуется различны- ми типами разъемов и используется для соединений при работе с приборами, оснащенными различными типами интерфейсов. Для подключения персонального компьютера к модулю связи необходимо установить в компьютер специальную плату сопряжения, так называемый ком- мутационный процессор, например СР 1613. Управление и визуализацию хода технологического процесса должна поддерживать SCADA-система, устанавливаемая на станции оператора в диспетчерской. В сетях SIMATIC NET для этих целей используется SCADA-система SIMATIC WinCC. Применение коммуникационных процессоров СР 1613 и SCADA-системы SIMATIC WinCC позволяет создавать системы связи с системами автоматизации SIMATIC S7 и SIMATIC S5.
SIMATIC WinCC может работать под управлением операционных систем Windows NT4.0/Windows 2000. Минимальные требования к компьютеру, на ко- тором установлена WinCC, — Pentium 266МГц, оперативная память 64 Мб, диск емкостью 85-210 Мб, графическая карта SVGA.
Система управления на базе оптических модулей связи
Оптический модуль связи OLM (Optical Link Module) для Industrial Ethernet представляет собой повторитель, монтируемый на стандартную (35 мм) про- фильную шину DIN и оснащенный тремя портами ITP и двумя оптическими интерфейсами. Он позволяет производить подключение до трех терминалов или активных сетевых компонентов со встроенным ITP интерфейсом к сети In- dustrial Ethernet на основе промышленных витых пар.
С помощью оптических интерфейсов несколько модулей OLM могут быть связаны между собой. Обеспечивается поддержка линейных (магистральных) и кольцевых (одинарных и двойных) топологий.
Оптические модули можно соединять двумя способами:
· через оптические порты с помощью оптоволоконного кабеля;
· через ITP-порты с помощью ТР ХР-корда 9/9 длиной 1м или с помо- щью стандартного ITP ХР-кабеля 9/9 длиной от 2 до 100 м.
Длина оптической линии связи между двумя OLM может достигать 3100 м. Пример реализации системы управления с использованием OLM изображен на рис.2. В сети поддерживается скорость 10 Мбит/с.
Система управления на базе электрических коммутаторов
Коммутаторы ESM (Electrical Switch Module) служат для построения ком- мутируемых сетей со скоростью работы 100 Мбит/с и разделения общей среды передачи данных. Поддерживаются резервированные кольцевые топологии объединения ESM с временем реконфигурирования сети не более 0,3 с. Каждый ESM оснащен двумя портами с интерфейсом промышленных ви- тых пар, позволяющих создавать кольцевые топологии для объединения до 50 коммутаторов в двойное кольцо со скоростью работы 100 Мбит/с. Кроме того, имеется шесть портов (ITP или RJ45), через которые производится подключе- ние терминалов или сетевых сегментов. В простых системах управления ком- мутатор может использоваться автономно (рис.3). Особенностью схемы является применение стандартного кабеля FC и соединителя FC RJ45. Витые пары FC (Fast Connect) предназначены для применения в административных помещениях промышленных предприятий. С их по- мощью осуществляется связь промышленного и офисного уровня управления предприятием. Витая пара Fast Connect может подключаться к сети через соединитель (переходник) FC RJ45. Витая пара Industrial FC-кабель обладает специальной конструкцией, позволяющей выполнять быстрое соединение с разъемом RJ45. Подключение к терминалам или сетевым компонентам производится с помощью ТР-корда. В схеме на рис.3 используется коммутатор ESM ITP80, рассчитанный на использование кабелей ITP (длиной до 100 м) с разъемами D-типа на 9 контактов и автоматически определяющий скорость передачи данных в портах подключения витых пар (10 или 100 Мбит/с) как в дуплексном, так и полудуплексном режимах работы. В системе могут быть сегменты, работающие как на скорости 10 М бит/с, так и на скорости 100 Мбит/с. Программатор PG позволяет производить программирование системы в дистанционном режиме. Компьютер оператора системы, на котором установлена SCADA-система, размещен на рис.3 на производственном уровне, хотя при необходимости его тоже можно перенести в диспетчерскую.
Система управления на базе оптических коммутаторов
Оптические коммутирующие модули OSM (Optical Switch Module) обеспе- чивают построение сетей на 100 Мбит/с с разделением общей среды передачи информации, с поддержкой кольцевой топологии соединения коммутаторов (одинарной и двойной), автоопределением скорости передачи данных в портах (10 или 100 Мбит/с), автоматическим реконфигурированием сети после аварии (не более 0,3 с при 50 OSM в кольце). Кроме двух кольцевых портов каждый модуль оснащен шестью портами (ITP или RJ45), через которые производится подключение терминалов или сетевых сегментов со скоростями передачи 10 или 100 Мбит/с. При использовании одномодового кабеля длина линии связи между двумя модулями OSM может достигать 26 км. При последовательном включении коммутаторов длина сети может достигать 150 км. Модули могут оснащаться следующими типами портов:
· интерфейсом витой пары с 9-контактным разъемом D-типа (ITP-порт) 10/100 BaseTX для подключения витой пары ITP длиной до 100 м;
· интерфейсом витой пары (RJ45) 10/100BaseTX для подключения ТР- кордов (длиной до 10 м) совместно с FC RJ45 и FC-кабелями длиной до 100 м;
· оптическим ММ интерфейсом 100BaseFX BFOC со скоростью 100 Мбит/с для подключения мультимодового (ММ — multimode) стеклянного оптоволоконного кабеля при расстоянии между модулями до 3 км;
· оптическим SМ интерфейсом 100BaseFX BFOC со скоростью 100 Мбит/с для подключения одномодового (SМ — single-mode) стеклянного оп- товолоконного кабеля при расстоянии между модулями до 26 км.
Несколько кольцевых сетей могут объединяться между собой с целью резервирования каналов связи (рис.4).
Конверторы OMC также поддерживают электрический интерфейс RJ45 для подключения терминальных устройств со скоростью передачи 100 Мбит/с через ТР-корд длиной до 6 км. Длина линии от OMC может достигать 3 км на многомодовом оптоволокне и 26 км на одномодовом.
Для подключения конверторов OMC необходимо применять оптические коммутаторы типа ВС08, которые имеют 8 оптических портов 100BaseTF на многомодовом оптоволокне, работающих со скоростью 100 Мбит/с и имеющих протяженность до 3 км, и 8 дискретных входов для организации непосредст- венной связи с объектом управления.
Источник: В.В.Зинин, Промышленные сети
🔗 Системы управления на базе промышленных сетей стандарта IEEE 802.3