Передача данных. Протоколы передачи данных UDP, TCP/IP. Серверы виртуальных приборов. (Лекция 5) презентация

приборов.

процессом в режиме диспетчеризации.

Передача информации интегрирована в промышленную систему SCADA (Supervisory Control and Automated Data Acquisition) – автоматизированную систему сбора данных и оперативного диспетчерского управления.

между прибором (компьютером) и технологическим объектом управления

они требуют всего 2-х проводов (дешевле), устойчивее к помехам.

Обмен может быть:
- синхронным (темп передачи информации определяется тактовыми импульсами ЭВМ);

- асинхронным (темп передачи информации определяется скоростью обмена как тактовыми импульсами ЭВМ, так и сообщениями от преобразователя или объекта);

соединяющих их проводов (т.н. физических каналов) называется промышленной информационной сетью.

Наиболее распространенные сетевые топологии – «звезда», «кольцо», «шина».

(Open Systems Interconnection) и поддерживает три уровня:

физический (каналы связи в форме коаксиального кабеля, витой пары или оптоволокна);

канальный уровень (правила группирования информации в кадры, зависящие от сетевой технологии – Modbus, Profibus, Ethernet, Token Ring, FDDI);

- прикладной уровень (связь программы для управления виртуальным прибором и технологическим объектом).

интерфейс RS-232. Осуществляет передачу по методу «Point-to-Point», в котором адресация отсутствует. Использует двухпроводной кабель. Применяется СОМ-портом компьютера. Имеет повышенный уровень помехозащищенности в цеховых условиях. Скорость передачи данных до 115,2 Кбит/с на расстоянии до 15 м.

Физический интерфейс RS-485. Позволяет вести обмен по одной и той же линии между несколькими устройствами (до 32-х). Использует трехпроводной кабель. Включает интерфейс RS-232 и специальный адаптер. Скорость передачи данных до 10 Мбит/с на расстоянии до 15 м и не менее 90 Кбит/с при длине линии связи до 1200 м.
Может присоединяться к ЭВМ через адаптер «USB / RS-485».

выполняет система Fieldbus (полевая сеть). В ней аналоговые интерфейсы 4…20 mA и 0…10 В заменены цифровой системой коммуникации, включающей и функции питания измерительных устройств и исполнительных механизмов.

За счет децентрализации системы управления датчики становятся «интеллектуальными» (имеют возможность сетевой коммуникации, имеют средства самодиагностики, самонастройки, первичной обработки информации и т.д).

Наиболее распространены реализации системы Fieldbus на основе сетевых технологий Profibus (фирмы Siemens, Bosch, ФРГ) и Modbus (фирма Modicon, Франция), реже – на основе технологии Ethernet.

топологии с передачей маркера по контроллерному кольцу. Включает программируемый логический контроллер, являющийся ведущим узлом сети (master), по отношению к которому измерительные устройства являются ведомыми (slave). Поддерживает до 122 узлов, в т.ч. несколько ведущих, получающих доступ к общей шине Profibus на строго определенное время.
Данные передаются как с подтверждением приема, так и без него. Использует физический интерфейс RS-485. Скорость обмена до 12 Мбит/с на расстоянии до 100 м и до 100 Кбит/с при длине линии связи до 1200 м.

технологической информации. Использует физические интерфейсы RS-232, RS-422, RS-485. Построен по принципу «master-slave». Поддерживает до 247 узлов. Данные передаются с подтверждением приема (обмен master-master), и без него (обмен master-slave). Для кодирования данных используется код ASCII. Отличается простотой логики и независимостью от типа интерфейса.

Метод доступа к данным – метод коллективного доступа с наблюдением за несущей и контролем за коллизиями.
Кадр данных включает 4 поля: адрес назначения (MAC-адрес); адрес источника (MAC-адрес); поле данных; поле контрольной суммы (CRC). Кроме этого, к началу кадра добавляются еще два поля: поле преамбулы и определитель начала кадра, а к концу кадра – межкадровый интервал (пауза).
Узлы сети соединяются в форме «звезды» с концентратором (hub), являющимся многопортовым повторителем. Концентраторы объединяются общей шиной.
Длина сегмента сети – около 100 м для витой пары (до 200 м для Fast Ethernet) и около 2000 м для оптоволокна.
Позволяет осуществлять как подключение датчиков, так и связь с ЭВМ, в т.ч. через INTERNET.

данных; обладает относительно высоким быстродействием.

Протокол TCP/IP – использует подтверждение приема; обладает более высокой помехозащищенностью; характеризуется относительно низким быстродействием.