Projektowanie rozproszonych systemów sterowania

Projektowanie rozproszonych
systemów sterowania
Promotor:
dr inż. Janusz Hajda
Opracował:
Robert Kupis
Plan pracy
Część teoretyczna
Co to są systemy rozproszone?
Rola sieci w systemach rozproszonych
Cechy sieci przemysłowych
Przeznaczenie sieci:
•
Sensor bus: AS-i, HART
•
Device bus: CANopen, Device Net, Profibus DP, Interbus,
Modbus Plus, Modbus
•
Data bus: Ethernet TCP/IP
Architektura ww. sieci
Modele OSI ww. sieci
Wady i zalety sieci wynikające z architektury i modelu sieci
Część praktyczna
Test parametrów czasowych wybranych sieci grupy device bus oraz
badanie związku modelu sieci z własnościami czasowymi przy
wykorzystaniu napisanych specjalnie do tego celu programów testujących
Konfigurowanie sieci:
• Problemy konfiguracji i uruchomienia
• Konfigurowanie za pomocą oprogramowania sterownikowego
• Własne oprogramowanie narzędziowe do tworzenia plików
konfiguracyjnych sieci (szczególnie Interbus, Profibus-DP)
Podstawowe zadania systemu sterowania:
kontrolno-pomiarowe
zapewnienie bezpieczeństwa obiektu
zautomatyzowanie powtarzalnych operacji
uproszczenie obsługi
uzyskanie oszczędności
dokumentowanie pracy obiektu i obsługi
Rozproszone systemy sterowania to rozdzielone moduły
połączone ze sobą za pomocą przemysłowych sieci
komunikacyjnych.
Korzyści wynikające ze stosowania systemów rozproszonych:
zwiększona moc obliczeniowa wynikająca ze stosowania
przetwarzania równoległego
zwiększona niezawodność przez możliwość zaprojektowania systemu
aby w chwili awarii, funkcje nie działającego elementu (węzła) systemu
zostały przejęte przez inne, działające
zwiększona adaptacyjność (rekonfigurowalność) dzięki możliwościom
modyfikacji programów i łatwemu podziałowi zasobów
Podstawowe problemy,
problemy które należy uwzględnić podczas
projektowania rozproszonych systemów czasu rzeczywistego:
działanie w sposób ciągły w bardzo trudnych warunkach
ostre ograniczenia czasowe
interakcja pomiędzy procesami asynchronicznymi
wielowątkowość interakcji procesów
Rozproszone systemy sterowania oparte są na
standardowych sieciach przemysłowych, wśród których
najpopularniejsze to:
AS-i
HART
CAN
DeviceNet
Profibus DP
Interbus
Modbus
Modbus Plus
Ethernet TCP/IP
AS-i
AS-I Consorcium - 1993r. Sieć typu Master-Slave z
zaimplementowanymi mechanizmami zapewniającymi
determinizm czasowy.
CAN
Bosch - 1994r. Sieć ta występuje w różnych odmianach :
• DeviceNet
• SDS
• CAN Kingdom
• CAN Open
Zastosowanie
Sieć AS-I stosowana jest do kontroli procesów przemysłowych,
budynków, pojazdów oraz do szybkiego przesyłania danych na
ograniczonym dystansie.
Profibus DP
SIEMENS - 1994r.
Interbus
Phoenix Contact - 1984r.
Zastosowanie w aplikacjach przemysłowych do szybkiego
przesyłania danych na ograniczonym dystansie.
Modbus
Modicon - 1980r.
Prostota tego protokołu pozwala na łatwą implementację w
dowolnym urządzeniu posiadającym mikrokontroler, co w
znacznym stopniu wpłynęło na niskie koszty i popularność. Sieć ta
pracuje z niewielkimi szybkościami transmisji danych na
ograniczonym dystansie wynikającym z typu zastosowanego łącza
komunikacyjnego (RS-232, RS-422, RS-485, Modem).
Zastosowanie
W aplikacjach przemysłowych o niskich wymaganiach
dotyczących szybkości i częstości transmisji danych.
Dziękuję za uwagę!