Лекція 2.3 Мережеві технології для ПЛК

3. Програмне забезпечення - протоколи промислових мереж

У сучасних системах автоматизації, в результаті постійної модернізації виробництва, все частіше зустрічаються завдання побудови розподілених промислових мереж з використанням гнучких протоколів передачі даних.

Пройшли ті часи, коли де-небудь в апаратної ставилося величезну шафу з обладнанням, до нього тягнулися кілометри товстих пучків кабелів, що ведуть до датчиків і виконавчих механізмів. Сьогодні, в переважній більшості випадків, на багато вигідніше встановити кілька локальних контролерів, об'єднаних в єдину мережу, тим самим заощадивши на установці, тестуванні, введенні в експлуатацію та технічне обслуговування в порівнянні з централізованою системою.

Для організації промислових мереж використовується безліч інтерфейсів і протоколів передачі даних, наприклад Modbus, Ethernet, CAN, HART, PROFIBUS та ін. Вони необхідні для передачі даних між датчиками, контролерами і виконавчими механізмами (ВМ); калібрування датчиків; харчування датчиків і ВМ; зв'язку нижнього і верхнього рівнів АСУ ТП. Протоколи розробляються з урахуванням особливостей виробництва і технічних систем, забезпечуючи надійне з'єднання і високу точність передачі даних між різними пристроями. Поряд з надійністю роботи в жорстких умовах все більш важливими вимогами в системах АСУ ТП стають функціональні можливості, гнучкість в побудові, простота інтеграції та обслуговування, відповідність промисловим стандартам.

Найбільш поширеною системою класифікації мережевих протоколів є теоретична модель OSI (базова еталонна модель взаємодії відкритих систем, англ. Open Systems Interconnection Basic Reference Model). Специфікація цієї моделі була остаточно прийнята в 1984 році Міжнародною Організацією по Стандартизації (ISO). Відповідно до моделі OSI протоколи діляться на 7 рівнів, розташованих один над одним, за своїм призначенням - від фізичного (формування і розпізнавання електричних або інших сигналів) до прикладного (API для передачі інформації додатками). Взаємодія між рівнями може здійснюватися, як вертикально, так і горизонтально. У вертикальному - за допомогою інтерфейсів. 

У горизонтальному взаємодії програмами потрібен загальний протокол для обміну даними.