Сетевые технологии в системах реального времени

   Цикл  управления внутри рабочей станции  выполняется под руководством ее центрального процессора. Он работает с так называемым образом процесса, который находится в двухпортовой памяти сетевой карты. Процессору требуется  считать из памяти информацию о входных  каналах, осуществить над ней  необходимые преобразования и выдать управляющие воздействия, занеся в  определенные ячейки памяти новые данные.

   Такая конфигурация управляющей системы  по принципам работы ничем не отличается от «вырожденной» централизованной системы. Один и тот же процессор  здесь отвечает и за управление, и за интерфейс с оператором. Преимущества – это освобождение  процессора от задач ввода/вывода, а также возможность максимально приблизить УСО к объекту контроля. Однако для многих задач такой подход не обеспечивает управление в реальном времени. Связано это с тем, что современное программное обеспечение операторского интерфейса ориентировано в своей массе для работы под управлением ОС Windows, которая пока не оптимизирована для работы в режиме жесткого реального времени.

   Рассмотрим  другой вариант организации системы (рис. 6.). В сети присутствует один ведущий контроллер (ПЛК или IBM PC совместимый), одна или более рабочих станций верхнего уровня, выполняющих роль операторских станций, серверов архивации или шлюзов для связи с локальной сетью предприятия, и необходимое количество распределенных по территории цеха или предприятия  УСО. Единственной ведущей в этой сети является сетевая master-карта, установленная в контроллере. 

Рис. 6. Система с выделенным управляющим контроллером 

   Контроллер  «видит» через окно двухпортовой памяти master-карты каналы ввода/вывода удаленных УСО и область памяти slave-карты рабочей станции. Контроллер работает в режиме реального времени и осуществляет основной цикл управления. Для расчета управляющего вектора берутся значения с входных каналов УСО и дополнительные переменные (например, установки), передаваемые с рабочей станции. В результате расчетов в цикле управления получается управляющий вектор, направляемый в каналы вывода УСО, и дополнительный кадр выходных данных, посылаемый контроллером рабочей станции. Этими данными, записываемыми в двухпортовую память рабочей станции может быть набор участвующих в процессе управления переменных, включая входные, выходные и расчетные.

   Данная  система обеспечивает очень быстрый  и фиксированный по времени цикл управления, гарантированную доставку сетевых пакетов и независимое  функционирование верхнего уровня.

   Третий  вариант организации системы  управления на базе PROFIBUS-DP представлен на рис.7.  

Рис. 7. Распределенное управление, локальные УСО 

   Рабочая станция является ведущей в сети, а контроллеры – ведомыми. Все  устройства ввода/вывода в данном случае являются локальными. Контроллеры, с  одной стороны, выполняют ввод/вывод  из локальных УСО, производят необходимые расчеты, осуществляют управление исполнительными механизмами, а с другой стороны – помещают все необходимые данные в сетевой плате (slave) PROFIBUS-DP. Ведущему (рабочей станции) остается собрать данные с контроллеров, передать им необходимые установки и организовать взаимодействие с оператором и архивом. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение 

    В системах реального времени, особенно производственного типа, в последние  годы находят широкое применение сетевые технологии. Область их применения – сложные объекты и технологические  процессы, состоящие из множества  распределённых подсистем, характеризующихся  высокими требованиями к качеству управления.

    Современная микроэлектроника позволяет реализовать  функции автоматизации вне центрального процессора, например, в станках, агрегатах, датчиках, исполнительных механизмах. Смещение функциональности в сторону  периферийного технологического оборудования потребовало новых видов коммуникаций. Коммуникационная технология построения информационной сети, объединяющей интеллектуальные контроллеры, датчики и исполнительные механизмы, в зарубежной технической  литературе определяется термином Fieldbus (полевая шина или промышленная сеть).

    В своем реферате я рассмотрела  такие сетевые технологии систем реального времени как: сетевая технология ASI5, протокол промышленной сети MODBUS5, протокол промышленной сети World-FIP6, сетевой стандарт CAN7, промышленная шина PROFIBUS.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  используемой литературы

1. Лекции по курсу «Системы реального времени» . – URL http://sait.tti.sfedu.ru/electro_book/SRV/glava_7.html