Общие сведения о промышленных сетях в системах автоматизации, их отличие от офисных сетей
Промышленные сети — это сети передачи данных, применяемые для связи между устройствами автоматизации: контроллерами, датчиками, исполнительными механизмами, частотными преобразователями, панелями оператора и системами диспетчеризации.
Они используются для обмена технологической информацией и командами управления в реальном времени.
Основные устройства промышленной сети
В промышленную сеть могут входить:
ПЛК — программируемые логические контроллеры;
датчики и преобразователи;
исполнительные механизмы;
частотные преобразователи;
удалённые модули ввода-вывода;
панели оператора HMI;
промышленные компьютеры;
системы SCADA.
Основные требования к промышленным сетям
Для промышленной автоматики особенно важны:
высокая надёжность;
устойчивость к электромагнитным помехам;
работа при повышенной влажности, запылённости и перепадах температуры;
предсказуемое время передачи данных;
возможность непрерывной круглосуточной работы;
диагностика неисправностей;
устойчивость к отказам отдельных участков сети;
возможность работы на больших расстояниях.
Примеры промышленных сетей
Часто применяются:
Modbus RTU;
Modbus TCP;
PROFIBUS;
PROFINET;
EtherNet/IP;
CAN / CANopen;
DeviceNet;
Foundation Fieldbus;
HART.
Например, по сети Modbus контроллер может опрашивать датчик, считывать измеренное значение и передавать команду исполнительному механизму.
Отличие промышленных сетей от офисных сетей
Офисные сети в основном предназначены для работы компьютеров пользователей, доступа в Интернет, передачи файлов, электронной почты и работы с информационными системами.
Промышленные сети предназначены прежде всего для управления технологическим оборудованием.
Основные отличия:
| Промышленная сеть | Офисная сеть |
|---|---|
| Управляет технологическим процессом | Передаёт пользовательские данные |
| Требует высокой надёжности | Небольшие задержки обычно некритичны |
| Важно строгое время доставки команды | Время доставки менее критично |
| Работает в условиях помех, пыли, вибрации | Обычно работает в помещении |
| Часто работает непрерывно 24/7 | Возможны перерывы в работе |
| Используются промышленные протоколы | В основном Ethernet, TCP/IP, Wi-Fi |
| Отказ может остановить оборудование | Отказ обычно приводит к потере связи или доступа |
Особенность работы в реальном времени
Для автоматизации важно, чтобы команда поступила не просто быстро, а за предсказуемое время.
Например, если контроллер должен отключить механизм при аварийном сигнале, большая или случайная задержка передачи данных может быть недопустима.
Кратко для ответа по билету
Промышленные сети служат для обмена данными между контроллерами, датчиками, исполнительными механизмами и другими средствами автоматизации. К ним предъявляются повышенные требования по надёжности, помехоустойчивости, непрерывности работы и времени передачи данных. В отличие от офисных сетей, где основная задача — передача пользовательской информации, промышленная сеть непосредственно участвует в управлении технологическим процессом.