Связь в системах автоматизации

В системах автоматизации связь играет важнейшую роль. Вот лишь несколько применений:

• Связь между датчиками и приборами
• Связь между оператором и системой
• Связь между уровнями автоматизации
• Связь между приборами
• Связь между системами

Этого уже достаточно, чтобы понять, что без связи ни одна система автоматизации обойтись не может (ну разве что только самая наипростейшая).

Связь может быть организована по проводам, а может быть беспроводной. И в том и в другом случае для обеспечения связи потребуется, как минимум, два уровня:

• Физический (аппаратный). Это уровень “железа”. На этом уровне определяются правила передачи электрических (или других, например, оптических) сигналов от одного прибора другому. Здесь устанавливаются такие характеристики сигналов, как полярность, уровень напряжения, время между пакетами и т.п. Набор правил для обмена данными на этом уровне обычно называют интерфейсом. Например, интерфейс RS-485, RS-232 и т.п.
• Логический (программный). Это уровень, не привязанный к “железу”. Обеспечение соответствия стандартам какого-либо интерфейса на аппаратном уровне мы отдаём на волю производителям оборудования. Инженеры-автоматизаторы обычно используют готовые устройства, которые позволяют выполнять обмен данными по какому-либо интерфейсу, а сами в разработке этих устройств не участвуют. А вот настраивать и/или программировать приборы, такие как ПЛК и панели оператора для работы на логическом уровне автоматизаторам приходится часто. Логический уровень устанавливает правила передачи данных, и определяет такие характеристики, как количество байтов в пакете, алгоритмы проверки правильности данных и т.п. Набор правил для обмена данными на этом уровне обычно называют протоколом. Например, протокол Modbus, протокол Profibus и т.п. Многие производители оборудования разрабатывают свои собственные протоколы (например, протокол ОВЕН).

Интерфейсов и протоколов существует довольно много. Кроме того, иногда интерфейсы называют протоколами, а протоколы - интерфейсам. Я же буду придерживаться названий, которые указал выше.То есть:

• Правила обмена данными на уровне “железа” - это интерфейс
• Правила обмена данными на программном уровне - это протокол

Наиболее распространённые интерфейсы в автоматизации - это RS-485 и RS-232. Последнее время всё чаще используется Ethernet. Протоколы используются разные, в том числе и нестандартные. Но в основном это разновидности Modbus.

В этом разделе я буду рассказывать обо всех хитростях, тонкостях, неприятностях и неожиданностях при организации связи между устройствами систем автоматизации. Новые статьи будут появляться по мере возможности. Так что подписывайтесь на новости, чтобы ничего не пропустить (красная кнопка вверху справа), или подключайтесь к группе ВК.