Архитектура промышленной сети BitBus (стр. 5 из 23)

- Решения для производственных процессов Profi-Bus и Fieldbus Foundation;

- Другие промышленные шины Opto-22, Interbus-S и др.

Естественно существуют и другие схемы, предназначенные для решения специфических задач. Компании, разработчики протоколов, не предполагали продавать их третьим организациям, а планировали использовать их в своей работе.

1.9 Стандартизация контрольных сетей

Взгляд вперед. Важно определить направление развития контрольных сетей, т.е. какими должны стать сенсоры, инструменты для установки, диагностики и ремонта. Существует несколько подходов:

- Общая контрольная сеть с общими объектными моделями.

- Различные контрольные сети с общими объектными моделями.

- Общие контрольные сети с различными объектными моделями.

- Различные контрольные сети с различными объектными моделями.

Необходимо выработать единый протокол передачи (Один мир - один протокол). Общая контрольная сеть обеспечивает совместимость на уровне сети. Общие объектные модели определяют поведение на уровне приложений и совместимость. Такой подход будет выгоден производителям, т.к. можно будет писать программы и строить оборудование, соотносясь только с одной моделью.

Второй подход предполагает производство различного оборудования для большого количества различных платформ контрольных сетей. Установщикам оборудования придется обеспечивать связь устройств посредством различных драйверов.

Таким образом, наилучшим вариантом будет получение общих определений объектов для работы с разными платформами.

- Каждый сенсор, разработанный для выполнения определенных функций, должен будет их выполнять вне зависимости от сетевой платформы, под которой он работает, и типа связи. Аналогично одинаковой работе Word и Excel под Windows или Macintosh System 7, вне зависимости от типа передачи данных через Ethernet/TP, Ethernet/Coax, NetWare, TCP/IP или при использовании другой схемы.

- Определение стандартного интерфейса должно упростить разработку программного обеспечения. Так же, как написание платформенно независимых приложений делает их разработку легче.

- Производители инструментария смогут использовать общий набор определений объектов в своей работе. API нижнего уровня, работающие с сетевыми сервисами, будут платформенно зависимыми для правильного взаимодействия с узлами, но приложения более высокого уровня будут независимыми, а их работа с объектами будет единообразной.

Характеристики	BACnet	CAN-based (SDS, DeviceNet	CEBus	Fieldbus(SP-50, Foundation Initiative.	LONWORKS
1	2	3	4	5	6
Область применения	1.Автоматизация зданий	2. Стандарт автоматизации (J1850,J1939)3. Дискретная автоматизация (SDS, DeviceNet)	4.Автоматизация жилища	5.Промышленные станки и приборы	1.Автоматизация зданий.2.Управление производством3.Автоматизация предприятий1.Транспорт2.Автоматизация жилища
Уровни OSI/ISO	1,2,3,7	1,2,7	1,2,3,7	1,2,7	1,2,3,4,5,6,7
Поддерживаемые среды передачи	1. Витая пара.2. Коаксиальный кабель.3. Оптоволокно.	6. Витая пара (SDS, DeviceNet).7.Альтернативные решения на основе оптоволокна для сетей CAN.	8. Силовые электрические линии (FCC)9.Коаксиальный кабель10.RF.	11.Витая пара H1, H2(1).12.Коаксиальный кабель H2 (2.5).13.Характерная безопасность передачи данных на скорости 31.25 Kbps и 1 Mbps.	14.Витая пара со свободной топологией с возможностью подачи питания.15.Характерная безопасность витой пары.16.Линии электропитания совместимые со стандартом FCC и CENELEC.17.Оптоволокно.18.Коаксиальный кабель.19.RF (несколько диапазонов)
Схема доступа к среде передачи	20. CSMA/CD.21. Master/slave, token passing.22. Удаленный доступ через модем.	23. CSMA/CR	24.CSMA/CD	25.Предопределенный централизованный планировщик с возможностью делегирования токена.	26.P-персистентный CSMA/CD.27.Дополнительный CSMA/CR.28.Возможность включения системы приоритетов.
Скорость передачи данных	29. 10 Mbps	1. 1 Mbps(CAN)2. 1 Mbps (SDS)3. 500 Kbps (DeviceNet)	30. 6,666 kbps(или 10 kbps)	1. 31,25 kbps для H12. 1 Mbps для H2 (1)1. 2,5 Mbps для H2 (2.5)	31. До 1,25 Mbps.
Максимальное адресное пространство	32. 2⁴⁸	33. 2⁷=128 (SDS)34. 2⁶=64 (DeviceNet)2¹¹ (CAN 1)2²⁹ (CAN 2)	35. 2¹⁶	36. 12737.логических узлов в сегменте, 64 сегмента.	38. 2⁴⁸ доменов, 32000 узлов в домене.
Поддержка маршрутизаторов сетевого уровня	39. Есть	40. Нет	41. B-маршрутизаторы.	42. Есть. Поддержка различных скоростей маршрутизации.	43.Самообучающиеся или конфигурируемые маршрутизаторы.44. Хорошая реализация как физических, так и логических репитеров.45. Полная поддержка средствами инсталляции.
Безопасность (аутентификация).	46. Есть	47. Нет	48.На уровне приложения(ограничения сопряжимости)	49. Нет	50. Есть
Поддержка совместимости сетей.	51. Определены объекты высокого уровня.52. Службы управления сетью не определены.	53. Определены объекты высокого уровня (SDS, DeviceNet).54. Служба управления сетью определена (SDS, DeviceNet).55.Несуществует реализации теста на совместимость с DeviceNet.56.Cертификационный план определен для SDS и определяется для DeviceNet.	57.Определены высокоуровневые функции. 58.Служба управления сетью не определена.59.Не существует теста на совместимость.60.Сертификационный план до сих пор не определен.	61. 10 функциональных блоков определено, еще 20 определяется62.Поддерживается соответствие с применяемым стеком протоколов.63.Сертификационный план до сих пор не определен.	64.Определены объекты высокого уровня и стандартные конфигурируемые параметры.65.Определена и реализована служба управления сетью.66.Тест на совместимость определен.1.Сертификационная программа определена.
Степень готовности.	67.Спецификационный материал находится на конечной стадии разработки чернового варианта.	68.Спецификация DeviceNet часть 1 опубликована, часть 2 готовиться.1.Спецификация SDS опубликована.	69.Документы по CAN доступны.70.Спецификация по 'Interim’ утверждена.71.Трансиверы для сетей электропитания, системы разработки и некоторые другие продукты доступны.	72.Документы + стек протоколов Q3’95.73.Документы по доступу к среде передачи и физическому интерфейсу: 74.H1-сейчас,75.H2-Q3’95.76.В соответствии с реализацией тестов на совместимость Q3’95.	77.Доступны спецификации для всех протоколов, служб и системных интерфейсов.78.Документы доступны со времени выхода Q3’91.79.Доступно более 200 готовых блоков.1.Доступны средства разработки.

Таблица 1.9 Разнообразие контрольных сетей, разработанных для широкого и специализированного применения.

CAN+DeviceNet,SDS	Fieldbus	LonWorks	MAP +MiniMAP	BACnet	Ethernet
	Data Processing
	Plant
	Factory Zone
Analog Sensors
Discrete Sensors

1.10

1.11 Роль стандартизационных организаций

Комиссии по стандартизации работают эффективней, когда сосредотачивают свои усилия на определении минимальных потребностей для стимуляции индустриального роста. Не всегда комиссии по стандартизации могут определить все аспекты работы контрольных сетей, т.е. протоколы, системную архитектуру, кабели и коннекторы, процессоры и сегменты кодов. Более восьми лет комиссии, занимавшиеся работой с BACnet, SP-50 и CEBus провели в изучении этих стандартов. И, тем не менее, ни один не был признан лучшим во всех отношениях.

Необходимо учесть, что определение единого стандарта и соответствия влечет за собой серьезную ответственность. Любое решение, которое должно обеспечить правильное взаимодействие сетей, будет обречено на провал, если не сможет гарантировать правильную работу любых вариантов и реализаций. Кроме технических трудностей в деловой среде существуют дополнительные аспекты, необходимые для правильного взаимодействия нескольких организаций. Даже эта проблема может лишить решение права на успех.

Также нельзя думать, что выбор стандарта-лидера в настоящее время будет правильным, потому, что нельзя точно определить лидера в самом начале гонки, особенно если многие участники соревнований еще не стартовали. Неправильный выбор может отбросить целые индустрии назад на несколько лет.

Таким образом, усилия таких стандартизационных организаций как IEEE/NIST, должны быть направлены на достижение двух целей:

1. Определение совместимости на уровне приложений через определение общих объектов, что позволит облегчить разработку программного обеспечения для сенсоров и MMI.

2. Определить 3-4 наилучших альтернативы и позволить рынку выбирать среди них в зависимости от важности конкретных критериев.

Рисунок 1.6.

Рисунок 1.7.

Принцип нескольких альтернативных протоколов подобен существующему и успешно применяемому набору стандартов IEC802.xx, включающий в себя такие протоколы как IEC802.1 (стандарт на коаксиальный Ethernet), IEC802.11 и др. На рис. 1.6. и 1.7. различные Options соответствуют различным особенностям сред передачи и LAN протоколов.