CC BY
37
виробiв було вид^ено три основнi тдсистеми тдпри-емства: виробничу, фiнансову та кадрову, яю i тдляга-ли подальшому аналiзу.
Теоретичне значення отриманих результапв по-лягае в можливосп застосування методiв, запропо-нованих у данш роботi для пiдвищення ефективносп системи процедур i функцiй управлшня на тдприем-ствах галузi виробництва збiрних бетонних та залiзо-бетонних виробiв. Практичне значення роботи полягае в тому, що пiдприемство одержуе можлившть знизити витрати на здшснення процедур i функцiй управлiння.
Впровадження запропонованого мехатзму роз-мiщення шформацшних потокiв дозволяе знизити витрати системи управлшня, i вiдповiдно пiдвищити ефектившсть 11 функцiонування, без залучення знач-них додаткових витрат на його реалiзацiю. Шдприем-ство також одержуе можлившть, видiлити шформа-цiйну складову функцш управлiння при нормуваннi витрат. Проведет розрахунки дозволили встановити, що оптимальне розмщення iнформацiйних потокiв дозволяе знизити витрати на здшснення процедур управлшня виробничо1 тдсистеми.
Лиература
1. Мельник М.В. Анализ и оценка систем управления на
предприятиях. - М.: Машиностроение, 1990. - 203 с.
2. Информационные системы в экономике: Учебник. / Под
ред. проф. В.В. Дика. - М.: Финансы и статистика, 1996.
- 272 с.
3. Козлова Г.Г. Управление информационными потоками как средство повышения эффективности хозяйственной деятельности предприятия (на примере предприятий машиностроительной отрасли): Автореферат на соискание ученой степени кандидата экономических наук 8.00.05.
- М., 2002. - 22 с.
4. Моисеев Н. Н. Математические задачи системного анали-
за. - М.: Наука, 1981. - 272 с.
5. Исследование операций в экономике: Учеб. Пособие для
вузов / Н.Ш. Кремер, Б.А Путко, И.М. Тришин, М.Н. Фридман. - М.: Юнити, 2001. - 407 с.
Розроблена класифжа^я промисло-вих комп'ютерних мереж, яка дозволить здшснити eu6ip оптимальноi промисловог комп'ютерног мережi для конкретной тех-нологiчноi дЫянки, що забезпечить тдви-щення ефективностi роботи тдприемства Ключовi слова: промислова комп'ютерна
мережа, класифжащя
□-□
Разработана классификация промышленных компьютерных сетей, которая позволяет осуществить выбор оптимальной промышленной компьютерной сети для конкретного технологического участка, что обеспечит повышение эффективности работы предприятия.
Ключевые слова: промышленная компьютерная сеть, классификация
□-□
The classification of industrial computer networks is developed which allows to carry out a choice of an optimum industrial computer network for a concrete technological site, that will ensure(supply) increase of an overallperformance of the enterprise
Key words: fieldbus, classification
УДК 004.7
КЛАСИФ1КАЦ1Я ПРОМИСЛОВИХ КОМП'ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ
С.М. Бабчук
Кандидат техычних наук, доцент Кафедра комп'ютерних систем i мереж 1вано-Франмвський нацюнальний техшчний уыверситет
нафти i газу
вул. Карпатська, 15, м.1вано-Франмвськ, УкраТна, 76000 Контактний тел.: 8-099-157-84-11 Е-таН: plumbumm@meta.ua
1. Вступ
Протягом багатьох роюв системи обмшу даними будувалися по традицшнш централiзованiй cxeMi, у
якш був один потужний обчислювальний пристрш i величезна юльюсть кабелiв, за допомогою яких здшс-нювалося тдключення датчиюв i виконавчих меха-нiзмiв. Такий стан був спричинений високою щною на
електронно-обчислювальну техшку й вiдносно низь-ким piB^M автоматизацii виробництва [1]. Сьогодш у цього пiдходу практично не залишилося прихильни-KiB. Такi недолжи центpалiзованих автоматизованих систем упpавлiння технолопчними процесами (АСУ ТП), як велик витрати на кабельну мережу й допо-мiжне устаткування, складний монтаж, низька надш-нiсть i складна реконф^уращя, зробили ix у багатьох випадках абсолютно неприйнятними як економiчно, так i теxнологiчно.
В умовах бурхливо зростаючого виробництва мь кропроцесорних пpистpоiв альтернативним piшенням стали пpомисловi комп'ютеpнi меpежi (fieldbus), що складаються з багатьох вузлiв, обмiн мiж якими здшс-нюеться цифровим способом. В даний час на ринку представлено б^я сотш piзниx тишв промислових мереж, пpотоколiв i штерфейав, застосовуваних у системах автоматизацп, серед яких Modbus, PROFIBUS, Interbus, CAN, LON, Foundation Fieldbus, Ethernet i ш. Кpiм того, сьогодш використовуються тисячi кiнцевиx пpистpоiв вщ десяткiв виpобникiв, що випускають апаратш засоби побудови промислових комп'ютерних мереж.
Наявшсть на ринку piзноманiтниx набоpiв про-грамно-апаратних piшень дозволяе виpiшити тех-нологiчнi проблеми практично будь-якого виробництва. Тому для тдприемств практично повшстю втратили змiст власнi розробки в цш областi. Спроба заощадити засоби за рахунок внутpiшнix ресурив у бiльшостi випадкiв обертаеться створенням гpомiзд-ких, ненадiйниx, несумiсниx i дорогих в обслугову-ваннi систем [2].
Рiзноманiтнiсть теxнологiчниx пpоцесiв, яю не-обxiдно автоматизувати, не дозволила створити про-мислову комп'ютерну мережу, використання якоi можна б було встановити ушверсальним i економiчно оптимальним ршенням [2, 3, 4]. В зв'язку з вищевка-заним фаxiвцям служб АСУ ТП пiдпpиемств необ-xiдно виконати структурування комплексу АСУ ТП i провести вибip оптимальних ршень для конкретних теxнологiчниx д^янок, якi забезпечать прорив тд-приемства на новий piвень якостi й ефективносп виробництва. Не зважаючи на те, що на свиовому ринку представлено бiля сотнi piзниx типiв промислових мереж, пpотоколiв i iнтеpфейсiв, iнфоpмацiя про них в украшських засобах iнфоpмацii майже вщсутня. Кpiм того, на даний час немае жодних методолопчних напрацювань в цш сфеpi.
Метою описаних нижче дослщжень було ство-рення класифжацп промислових комп'ютерних мереж, яка б допомогла фаxiвцям служб АСУ ТП тдприемств швидко i правильно здiйснити вибip типу пpомисловоi меpежi для конкретних теxнологiчниx д^янок.
2. Класифiкацiя промислових комп'ютерних мереж
Iеpаpxiя АСУ промисловим пiдпpиемством можна представити у виглядi веpтикалi:
- piвень керування пiдпpиемством;
- piвень керування теxнологiчним процесом;
- piвень керування пристроями;
- piвень меpежi кiнцевиx пpистpоiв.
На piвнi керування тдприемством розташовують-ся звичайнi 1ВМ-РС-сумкш комп'ютери й файловi сервери, об'еднаш локальною мережею. Завдання об-числювальних систем на цьому piвнi - забезпечення вiзуального контролю основних паpаметpiв виробництва, побудова звiтiв, аpxiвування даних. Обсяги переданих мiж вузлами даних вимipяються мегабайтами, а часовi показники обмiну iнфоpмацiею не е критичними.
На piвнi керування технолопчним процесом здiйс-нюеться поточний контроль i керування або в ручному pежимi з операторських пульпв, або в автоматичному pежимi по закладеному алгоритму. На цьому piвнi виконуеться узгодження паpаметpiв окремих д^янок виробництва, вiдпpацьовування аваpiйниx i переда-ваpiйниx ситуацiй, паpаметpизацiя контpолеpiв ниж-нього piвня, завантаження технолопчних програм, дистанцiйне керування виконавчими мехашзмами. Iнфоpмацiйний кадр на цьому piвнi мiстить, як правило, юлька десяткiв байтiв, а допустимi тимчасовi затримки можуть становити вiд 100 до 1000 мШсекунд залежно вщ режиму роботи.
На piвнi керування пристроями розташовуються контролери, що здшснюють безпосеpеднiй збip даних вiд датчиюв i керування виконавчими пристроями. Розмip даних, якими контролер обмiнюеться з кшце-вими пристроями, звичайно становить юлька байив при швидкостi опитування пpистpоiв не бiльше 10 мс.
Поява штелектуальних датчикiв i виконавчих ме-xанiзмiв i iнтеpфейсiв для зв'язку з ними фактично стала появою четвертого, найнижчого piвня АСУ ТП - piвня меpежi кшцевих пpистpоiв.
Враховуючи iеpаpxiю АСУ промисловим тдприемством, описану вище, класифжащя промислових мереж за областю застосування буде наступною:
- локальнi та глобальш комп'ютеpнi меpежi для iнфоpмацiйного обмшу (Ethernet, Ethernet IDA, Ethernet/IP);
- пpомисловi меpежi для автоматизацп та управлш-ня (Ethernet, Ethernet/IP, Ethernet IDA, Profibus-FMS, ControlNet, Modbus, CA^pen, Foundation Fieldbus Н2);
пpомисловi меpежi для iнтелектуального розпо-д^еного вводу-виводу (Profibus-DP, Profibus-PA, AS-штерфейс, Interbus, CAN, Foundation Fieldbus Н1, LON, EIB, SDS, HART).
Одним iз визначальних кpитеpiiв, який впливае на вибip пpомисловоi меpежi, е ii пpидатнiсть до роботи у вибухонебезпечних умовах. Тому пpомисловi меpежi можна класифiкувати наступним чином:
- пpомисловi меpежi пpизначенi для роботи у ви-буxонебезпечнiй зонi (Profibus-РА, Foundation Fieldbus Н1);
- пpомисловi мереж^ якi не пpизначенi для роботи у вибухонебезпечнш зонi, але при певному вибухозахи-щеному виконаннi окремих техшчних засобiв можуть бути використаш в таких умовах (Industrial Ethernet, AS, HART, ControlNet);
- пpомисловi меpежi не пpизначенi для роботи у вибухонебезпечнш зош (б^ьшкть промислових мереж).
Коли обговорюеться питання про вибip типу про-мисловоi меpежi, необxiдно уточнювати, для якого об'екту автоматизацп, цей вибip здшснюеться. Таким чином пpомисловi меpежi можна класифжувати за сферою застосування:
- для автоматизацп виробництва (Profibus, Foundation Fieldbus, Industrial Ethernet);
- для автоматизацп будiвель (EIB, BACnet, LON);
- для автоматизацп транспортно! й верстатно! автоматики (CAN, CANbus, CANopen, ControlNet, DeviceNet, SDS);
- для автоматизацп виконавчих пристро!в та дат-чикiв (штерфейс RS-485, AS-iнтерфейс; HART-про-токол).
Класифiкацiя промислових мереж за максимальною довжиною магiстралi (без повторювачiв):
- до 100 м (AS);
- вщ 100 до 500 м (SDS);
- вщ 500 до 1000 м (DeviceNet, Е1В);
- вщ 1000 до 2000 м (Profibus [вита пара], Foundation Fieldbus);
- вщ 2000 до 5000 м (HART);
- вщ 5000 до 12000 м (CAN [вита пара]);
- б^ьше 12000 м (Interbus, Profibus [оптоволокно]).
Важливе значення мае той факт, що промислова
мережа затверджена вщповщним стандартом, адже це говорить про ii визнання i про привабливкть роз-роблення для не! широкого асортименту техшчних засобiв та постшне !х вдосконалення в конкурентнш боротьбi мiж незалежними виробниками. Промисловi мережi в залежностi вiд того як вони стандартизован можна класифжувати:
- промисловi мережi затвердженi мiжнародними стандартами (стандарт промислово! управляючо! ме-режi IEC61158: Foundation Fieldbus, ControlNet , Profibus, P-NET, SwiftNet, WorldFIP, Interbus);
- промисловi мережi затвердженi европейськими стандартами (стандарт промислово! мережi EN50325: DeviceNet, SDS, CAN);
- промисловi мережi затвердженi стандартами окремих кра!н;
- промисловi мережi не затвердженi жодними стандартами (Modbus, DH-485, DH+).
Промисловi мережi можна класифiкувати за режимом обмшу даними, який вони тдтримують:
- промисловi мережi, якi тдтримують режим "ве-дучий-ведений":
- з одним ведучим пристроем (RS-485, AS-штер-фейс);
- з двома та б^ьше ведучими пристроями (Profibus-FMS, HART, P-NET);
- промисловi мережi, як пiдтримують режим "кль ент-сервер" (Foundation Fieldbus);
- промисловi мережi, яю пiдтримують режим "тд-писка" (Foundation Fieldbus).
Висновки
Розроблена класифжащя промислових мереж, яка дозволить швидко i правильно здiйснити вибiр оптимально! промислово! мережi для конкретно! техноло-гiчноi дiлянки, що забезпечить тдвищення ефектив-ностi роботи пiдприемства.
Лиература
1. Сахнюк, А. А. Промышленные сети [Текст] / А. А. Сахнюк,
А. М. Литвин
// Передовые технологии и технические решения. - 2004.
- № 2. - С. 6-8.
2. Кругляк, К. В. Промышленные сети: цели и средства
[Текст] / К. В. Кругляк // Современные технологии автоматизации. - 2002. - № 4. - С. 6-17.
3. Наволочный, А. А. Средства обеспечения междууровневой
связи АСУ электроэнергетического об'екта [Текст] / А. А. Наволочный // Вестник ВОГТУ. - Вологда: 2004.
- № 4.
4. Сахнюк, А. А. Межсетевое взаимодействие в промышлен-
ных сетях [Текст] / А. А. Сахнюк // Передовые технологии и технические решения. - 2004. - № 3. - С. 6-11.
