1 Архитектура SCADA. Аппаратные средства

2 Требования к промышленным сетям Жесткая детерминированность поведения Обеспечение функций реального времени (производительность) Простота физического канала передачи данных Надежность физического и канального уровней передачи данных (помехозащищенность) Наличие специальных высоконадежных механических соединительных компонентов Сервис для приложений верхнего уровня Минимальная стоимость аппаратных средств Самовостанавливаемость при нештатных ситуациях Открытость

3 Открытые промышленные сети Наличие опубликованных спецификаций Наличие интерфейсных компонентов независимых поставщиков Организация дополнений к стандартам Стыкуемость (Interconnectivity) Совместимость (Interoperability) Взаимозаменяемость (Interchangeability)

4 Модель промышленных сетей

5 Сети нижнего уровня (полевые) 1.HART - Highway Addressable Remote Transducer 2.Profibus - PROcess Field Bus (PA, DP, FMS) 3.Foundation Fieldbus (H1, H2) 4.Modbus 5.CAN - Controller Area Network 6.DeviceNet 7.SDS 8.LON - Local Operating Network 9.Interbus

6 HART – сети (1) 1.Разновидности – аналоговые и цифровые 2.Питание и данные через пару проводников 3.Физическая среда – токовая петля, RS Двуполярный частотно-модулированный сигнал – Гц, 0 – 2200 Гц. 5.Топология – «Звезда», «Магистраль» 6.Доступ – ведущий (до 2-х) => ведомый (до 15-ти) 7.Режимы – асинхронный, синхронный 8.Метод обращения – поллинг 9.Длина линии – 100 м – «Звезда», 1500 м – «Магистраль 10.Размер пакета данных – 25 байт

7 HART – сети (2) 11. Скорость передачи данных – 1200 бит/с 12. Цикл обновления данных – 500 мс, 330 мс – пакет 13. Вероятность ошибки передачи данных – : -контрольная сумма для пакета -контроль четности каждого байта 14. Исполнение – стандартное, взрывозащищенное 15. Команды – универсальные, типовые, специфические 16. Язык DDL (Device Description Language) для конфигурирования и отладки

8 Profibus (1) 1. Разновидности: - PA – Process Automation - DP – Distributed Periphery - FMS – Fieldbus Message Specification 2. Питание и данные через пару проводников (PA) 3. Физическая среда – RS-485 (витая пара), оптоволокно, инфракрасный беспроводной 4. Топология – «Звезда», «Магистраль», «Кольцо» 5. Доступ – ведущий (> 32-х) => ведомый (до 126) 6. Режимы – асинхронный, синхронный 7. Метод обращения – поллинг

9 Profibus (2) 8. Длина линии – 1200м (с повторителями – 4800м) – витая пара, 23км - оптоволокно 9. Размер пакета данных – 25 байт 10. Скорость передачи данных – 9600 бит/с – 1,5 Мбит/с – DP, 32 Кбит/с - PA 11. Цикл обновления данных (5000D+2000A) – 2 мс – DP 12. Диагностика – устройства, модуля, канала 13. Помехозащищенность передачи данных – 3 ошибки обнаруживаются, 1 - исправляется 14. Исполнение – стандартное, взрывозащищенное 15. Команды – универсальные, типовые, специфические 16. Язык DDL (Device Description Language) для конфигурирования и отладки

10 Foundation Fieldbus (1) 1.Разновидности – FF H1, FF H2 2.Физическая среда – RS-485 (витая пара) 3.Топология – «Звезда», «Магистраль» 4.Доступ – по маркеру, по подписке, узлов до 32-х 5.Режимы – автосинхронизация, манчестерская L 2- фазная технология 6.Метод обращения – планирование и по допуску 7.Длина линии – 1900м 8.Размер пакета данных ~ 256 байт

11 Foundation Fieldbus (2) 8. Скорость передачи данных – 31,25 Кбит/с 9. Цикл обновления данных – 50 мс (с контурами управления) 10. Дистанционная диагностика 11. Резервирование планировщиков связи 12. «Горячее подключение» - Plug & Play 13. Исполнение – стандартное, взрывозащищенное 14. Команды – универсальные, типовые, специфические 15. Язык DDL (Device Description Language)

12 Profibus или Fieldbus? (1)

13 Profibus или Fieldbus? (2)

14 Эффект от применения Fieldbus 1. Проектирование одной скважины – 8-16 недель > 3-4 часа 2. Время конфигурирования новой скважины – 90% 3. Объем документации – 92% 4. Количество соединений на скважину – 16%, в т.ч. - между приборами и пультом – 98% 5. Расходы на электрический монтаж – 69% 6. Экономия на маркировке проводов – $ 7. Экономия на монтаже до $ на буровую площадку 8. Тестирование 16 скважин – 4 часа > 0,5 часа 9. Расходы на контроль и обеспечение качества – 83% 10. Экономия на техобслуживание – до 60%

15 Fieldbus WAGO (1)

16 Fieldbus WAGO (2)