curscnsem9

7/23/2019 cursCNSEM9

1/29

CNSEM - CURS 9 1

SISTEME DE CONTROL INTERCONECTATE


2/29

CNSEM - CURS 9 2

Topologia sistemelor de conducere: distribuirea functionala si

spatiala a functiilor de conducere


Nielul de monitori!are si comanda

"rocesul este comandat si supraeg#eat$

Repre!inta centrul automati!arii unde in toate informatiile$

Are la ba!a automate programabile sau calculatoare de proces$


3/29

CNSEM - CURS 9 3


Nielul de conectare

Se asigura alimentarea cu energie electrica a diferitelor

componente %de masura& control sau actionare'$

Nielul campului

Aici se gasesc sen!orii si elementele de e(ecutie$

Diersitate mare de componente$

Este necesara solutionarea unor probleme legate de functionarea

dispo!itielor si modulelor electronice in mediu industrial$

Trebuie reali!at un sistem de comunicatie desc#is si fle(ibil$


4/29

CNSEM - CURS 9 4


Enterprise

Control

)ieldbus

Deicebus

Sensorbus

Ierar#ie completa

a bus*urilor

industriale

+ate,a-

dedicat

Comple(itatea

functionalitatii si

aloarea costurilor


5/29

CNSEM - CURS 9 5


"rotocoale si

aplicatii pe suport

Et#ernet

ControlNet si .SE

"rofibus "A si

)ieldbus

)oundation

DeiceNet si

"rofibus

CAN

Niel companie sau

intreprindere

Control

)ieldbus

Deicebus

Sensorbus

Tipuri de retele utilizate Nivelul de lucru

Obseratie$ O parte din protocoale pot utili!a un niel fi!ic comun %Et#ernet'&

respecti o serie de niele de protocol %I"& TC"'& dar care actionea!a ca niste

punti& in ideea limitarii si controlului traficului de informatie pe bus*ul de

control$


6/29

CNSEM - CURS 9 6


Cerinte in ceea ce prieste sistemele de comunicatii industriale:

Siguranta in functionare$

Sa asigure comunicarea intre calculatoare si ec#ipamentele

industriale

E(ista solutii simple& seriale& ce au la ba!a dierse protocoale

%Modbus& "rofibus& etc'

"resupun implementarea de retele de comunicatii comple(e sisofisticate care ofera robustete& fiabilitate si comunicatii in timp real$


7/29

CNSEM - CURS 9 7

Categorii de retele industriale:

Deice

Este dedicata gestionarii mesa/elor scurte& in general dedimensiune redusa& catia octeti$

Ma/oritatea ec#ipamentelor din aceasta categorie sunt discrete

%sen!ori de po!itie& butoane& limitatoare de cursa& etc'

Aparatele necesita mesa/e scurte

"ot fi dii!ate in doua subcategorii:

De bit %reali!ea!a transferuri minimale de date la si de la ec#ipamente

simple discrete& la niel fi!ic de I0O& cum ar fi sen!ori sau actuatori'$

De octet %transfera dintr*o data in mod normal mai mult de 12 de octeti

de date& oferind performanta in comunicatiile de niel inalt'$


8/29

CNSEM - CURS 9 8

"rocess

Suporta comunicarea a catora sute de octeti de date per sesiune

de transmisie %sunt mai lente tocmai datorita dimensiunilor

pac#etelor de date'$

Controlerele de proces sunt de obicei ec#ipamente inteligente&

dedicate controlului marimilor analogice %debit& temperatura&

concentratie& etc'$ 3us*urile conectate se utili!ea!a pentrutransmiterea parametrilor de proces catre controlerele de proces$

Ma/oritatea ec#ipamentelor conectate sunt analogice



9/29

CNSEM - CURS 9 9


MODEL4L OSI %O"EN S5STEM INTERCONNECTION' STR4CT4RAT

"E 6 NI7ELE

A fost de!oltat si introdus in 896 de ISO$

A indepartat restrictiile aplicate utili!atorilor de catre producatorii

de ec#ipamente $

Defineste cadrul general de lucru pentru retele de comunicatie in

ederea implementarii de protocoale& organi!ate pe 6 niele& astfel

incat sa permita oricarui ec#ipament sau sistem utili!and oriceprotocol sa comunice cu alt ec#ipament sau sistem folosind propriul

sau protocol$


10/29

CNSEM - CURS 9 1


Aplicatie

"re!entareSesiune

Transport

Retea

Data Lin;

)i!ic

6

?$8

?$?

)iecare niel are un set de specificatii si functii care trebuie

indeplinite$

)iecare niel poate comunica la un moment dat de timp cu niele

inferioare sau superioare& corect& pe ba!a informatiilor ce ii parin @

sistem desc#is$


11/29

CNSEM - CURS 9 11


NI7EL 6 * A"LICATIESuporta aplicatiile soft,are si procesele end*user %transfer de

fisiere& e*mail& etc'$

Tot ce se gaseste la acest niel este specific aplicatiei:

Identificarea partenerilor de comunicatie si calitatea sericiilor

Se acorda atentie autentificarii si securitatii comunicatiei& precum si

oricaror restrictii impuse sinta(ei datelor$

Sarcini:

+estionarea si redirectionarea resurselor

Accesul de la distanta al fisierelor

Comunicatii interproces

Managementul retelei$


12/29

CNSEM - CURS 9 12


NI7EL < * "REENTARERaspunde pentru conersia formatelor de date ale aplicatiei

e(peditoare in cele ale aplicatiei receptoare$

Asigura independenta fata de diferentele care pot e(ista in

repre!entarea datelor pe diferite platforme de calcul

Transforma datele intr*un format acceptabil de catre nielul

superior %re!ola problemele de compatibilitate'

)unctii:

Compresie a datelor

CriptareConersie a ordinii bitilor& integer spre floating point

Translatia codului caracterelor %ASCII spre E3CDIC'


13/29

CNSEM - CURS 9 13


NI7EL 1 * SESI4NEStabileste& gestionea!a si termina sesiunile de comunicatie intre

aplicatii$

Este responsabil pentru pregatirea& coordonarea si terminarea

conersatiilor& sc#imburilor si dialogurilor intre aplicatiile aflate in

cone(iune$

Inregistrea!a daca ec#ipamentul trebuie sa trimita sau sa primeasca

date& protocoalele ce trebuie utili!ate& modurile de comunicare&

erificarea si remedierea erorilor$

"rocese ce se desfasoara la acest niel:

Conectarea si deconectarea oricarui nod din retea

Autentificarea accesului utili!atorilor

Autori!area aplicatiilor multiple pentru accesarea unui circuit irtual

Remedierea defectiunilor in ca!ul aparitiei unei intreruperi in sericiu


14/29

CNSEM - CURS 9 14


NI7EL = * TRANS"ORT

Raspunde pentru reali!area interfetei dintre soft,are*ul de aplicatie

si #ard,are*ul e(istent& prote/and nielele superioare de erori&pierderi de date si date corupte& in afara cadrului de comunicatie$

Asigura transferul transparent si complet al datelor intre sisteme$

)unctii indeplinite:

Segmentarea mesa/elor @ dii!area mesa/elor ce pleaca in unitati mai

mici %frames @ cadre' care pot fi manipulate de nielul reteaB

Reasamblarea cadrelor flu(ului de date de intrare in mesa/e de

dimensiuni mai mari& tinand cont de ordinea corectaB

7alidarea mesa/elor

Controlul traficului de mesa/e @ gestionea!a asteptarea cand buffer*ul

sau stia este plin0aB

Multiple(area mai multor sesiuni pe o legatura logica sau irtuala @

pastrand eidenta apartenentei cadrelor la sesiunile corespun!atoare$


15/29

CNSEM - CURS 9 15


NI7EL > * RETEA

Asigura te#nologiile de comutare si directionare0rutare& reali!and

cai logice& cunoscute ca si circuite irtuale& pentru transmitereadatelor de la nod la nod$

Aici se reali!ea!a interfatarea nielelor superioare cu cele

inferioare& ce tin de mediul fi!ic de comunicatie$

La acest niel e(ista numai fragmente de mesa/& pac#ete& care sunt

adresate si directionate

Asigura:

Directionarea cadrelor printre retele

Controlul traficului si al congestiilor

)ragmentarea cadrelorMaparea adreselor logice cu cele fi!ice %reali!area corespondentei intre

numele unui computer si adresa I"'

Eidenta utili!arii retelei pentru statistica si facturare$


16/29

CNSEM - CURS 9 16


NI7EL ? @ DATA LIN CONTROL

"rote/ea!a nielurile superioare de orice gri/a asupra canalelor

fi!ice de transmisie si de a asigura transferul pe nielul fi!ic& faraerori& de la un nod la urmatorul$

"ac#etele de date sunt codate si decodate in biti

)unctii:

Stabilirea si terminarea legaturilor logice intre noduri

Controlul traficului de cadre

Transmiterea si receptia secentiala a cadrelor

Confirmarea cadrelor

Detectarea si remedierea erorilor de la niel fi!ic prin retransmiterea

cadrelor neconfirmate si manipularea receptiei cadrelor duplicatCrearea si recunoasterea delimitarilor de cadru

Este dii!at in doua subniele


17/29

CNSEM - CURS 9 17


Data Lin; Control

Media Acces Control

%MAC'

Logical Lin; Control

%LLC'

Controlea!a modul in care

calculatorul primeste acces la

date& respecti permisiunea sa

le transmita& acoperind astfel

managementul adreselor

Controlea!a sincroni!area

cadrelor& flu(ul de date si

erifica erorile& aand

implementate mecanismele de

cerere automata deretransmisie %AR' si procesele

de #ands#a;ing


18/29

CNSEM - CURS 9 18


NI7EL 8 @ )IICAsigura

e#icularea flu(urilor de biti %impulsuri electrice& semnal

luminos sau radio' in retea la niel electric& optic sau mecanic

mi/loacele fi!ice de transmitere si receptie a datelor pe o

purtatoare& inclu!and cabluri& placi %Net,or; Interface Card'&

circuite si alte aspecte fi!ice

Aici nu mai e(ista informatii despre structura de date ci doar o

insiruire de biti


19/29

CNSEM - CURS 9 19


NI7EL 8 @ )IICSunt acoperite urmatoarele aspecte:

Codarea datelor @ modificarea alorilor binare in stari electrice sau

optice& simplu de transportat si de detectat la celalalt capat al suportului

de transmisieB

Te#nici de transmisie @ functie de metoda de transmisie a semnalului&digitala sau analogicaB

Mediul fi!ic de transmitere @ transmite bitii ca semnale electrice sau

optice si determina factori de ealuare a semnalelor pe mediul fi!ic

specificB

Accesoriile mediului fi!ic @ factori absolut esentiali& cum ar fi

ec#ipamentele e(terne utili!ate& conectorii utili!ati& numar de pini&

semnalele alocate pinilor$


20/29

CNSEM - CURS 9 2


INTER)ETE SERIALE

STANDARDE DE COM4NICARE SERIALA

Caracteristicile functionale& procedurale& electrice si mecanice ale

ec#ipamentelor de interfata sunt standardi!ate de catre CCITT si ISO&

apeland la standardele EIA& asigurand compatibilitatea dierselor

ec#ipamente$


21/29

CNSEM - CURS 9 21


RS @ ?>?C

Este un standard EIA %Electronic Industries Association'

Se refera la conectarea seriala& sincrona sau asincrona intre

calculatoare& modem*uri sau terminale& la distante de pana la 8? m si

rate de transmisie sub ?2 bps

Repre!inta un standard de interfata la niel fi!ic& care specifica tipul

conectorului& semnificatia pinilor si un standard la nielul electric alinterfetei$

Categorii de ec#ipamente care folosesc comunicatii seriale:

DCE %Data Connunications Euipment' @ modem& plotter& etcB

DTE %Data Terminal Euipment' * calculator


22/29

CNSEM - CURS 9 22


RS @ ==9

A fost destinat sa inlocuiasca la niel fi!ic si functional interfata RS@ ?>?C aand mai multe functii decat aceasta

Ofera specificatii pentru un conector principal de >6 pini si un

conector de 9 pini pentru sc#imbarea pe un al doilea canal$

"ermite o rata ma(ima de transmisie de pana la ? Mbps

RS @ =?>A

Specifica caracteristicile electrice pentru o interfata numerica cu

canale de transmisie nesimetrice$

Repre!inta o configuratie superioara a interfetei RS*?>?C si poateopera cu rate de transmisie de pana la 822bps$

Distanta suportata de interfata este dependenta de rata de

transmisie si cablurile de legatura utili!ate$


23/29

CNSEM - CURS 9 23


RS @ =??A

Specifica caracteristicile electrice pentru o interfata numerica cucanale de transmisie simetrice$

"ermite obtinerea unor rate superioare de transmisie de pana la 82

Mbps si o imunitate crescuta la !gomote$

RS @ =1

Repre!inta o modificare a standardului RS*=??A pentru a permite

operarea in reteaB

"ermite obtinerea unor rate superioare de transmisie de pana la 82Mbps$

4n canal de transmisie poate fi parta/at de pana la >? de perec#i de

emitatori * receptori


24/29

CNSEM - CURS 9 24


4S3

Standard popular ce conectea!a calculatoarele personale cuinstrumente e(terne acestora$

"ermite performante superioare atat pe porturi seriale cat si

paralele& oferind o ite!a de 8? Mbits0s& configurare plugFpla-&

conectare standard si putere$

Este utili!at pentru conectare ec#ipamentelor ca mouse& tastatura&/o-stic;& etc$


25/29

CNSEM - CURS 9 25


STANDARDE DE COM4NICARE "ARALELA @ IEEE*=

%+"I3 * +eneral "urpose Instrument 3us'

Reali!ea!a interconectarea astfel incat comunicatiile paralele de datesa aiba loc intre receptori& emitatorisi controleri$

Dispo!itie care

accepta date de la

busDispo!itie care

plasea!a la cereredatele pe bus

Dispo!itie care

gestionea!a flu(ul de datesi furni!ea!a facilitati de

procesare

E(ista ?= de linii:

bidirectionale @ folosite pentru transmisia de date sau comen!i intre

diersele dispo!itie conectate la bus

1 folosite pentru semnale de control si stare

> pentru #ands#a;ing

linii de masa$


26/29

CNSEM - CURS 9 26

"ROTOCOALE SIM"LE DE COM4NICATIE * MOD34S

"rotocol @ procesul de accesare a unui dispo!iti& raspunsul la

cererile enite de la alte dispo!itie si modalitatea de detectare si

raportare a erorilor

El stabileste formatul mesa/ului si continutul campurilor din mesa/$

Modbus@ protocolul utili!at in retele cu ec#ipamente Modicon

Retele Modicon

Modbus

Retele Modbus "lus

Retele standard %MA"

si Et#ernet'


27/29

CNSEM - CURS 9 27

"rotocolul Modbus

)urni!ea!a standardul intern pe care controlerele Modicon il utili!ea!a

pentru anali!area mesa/elor

Determina& pe durata comunicarilor&

cum isi alidea!a adresa fiecare controler

cum recunoaste un mesa/ adresat lui

ce tip de actiune urmea!a

cum e(trage informatiile si datele continute in mesa/

Construieste raspunsul si il trimite in retea

In alte retele& reali!ea!a conersia intre mesa/ele Modbus incluse si

cadrele specifice acelor retele


28/29

CNSEM - CURS 9 28

Tran!actiile intr*o retea Modbus

"orturile standard Modbus ale controlerelor Modicon utili!ea!a o interfata

seriala compatibila cu RS*?>?C sau RS*=1 la nielul pinilor conectorului&cablului& nielelor semnalului& ratei de transmisie si controlul paritatii$

Conectarea controlerelor:

Direct in retea

"rin intermediul modem*urilor

4tili!ea!a te#nica master*slae


29/29

CNSEM - CURS 9 29

Dispo!iti MASTER

"rocesor local Gsoft,are

Adresea!a indiidual fiecare

dispo!iti slae

"oate initia trimiterea mesa/ului la

toate dispo!itiele slae

Dispo!iti SLA7E

Returnea!a mesa/ul de raspuns la

cerere daca este adresat indiidual

Nu sunt returnate raspunsuri daca

cererea este adresata tuturor

dispo!itielor slae

)ormat cerere dispo!iti master:

Includerea adresei dispo!itiului

Codul functiei

Definirea actiunii cerute

Datele ce trebuie transmise

Campurile de control al erorilor

)ormat raspuns dispo!iti slae:

Campurile de confirmare a actiunii

Datele returnate

Campurile de control al erorilor

curscnsem9

Documents