ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

«ΔΙΚΤΥΑ ΕΛΕΓΧΟΥ»«ΔΙΚΤΥΑ ΕΛΕΓΧΟΥ»

ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2004ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2004

99ο ΜΕΡΟΣο ΜΕΡΟΣ

USER 8USER 8THTH LAYER LAYER

Διαχ

είρισ

η Δι

κτύο

υ

Φυσικό

Χρήστη

Εφαρμογής

Σύνδεσης Δεδ.

ΤΕΛΙΚΟΣΧΡΗΣΤΗΣ

Σύνδεσης Δεδ.

ΤΕΛΙΚΟΣΧΡΗΣΤΗΣ

Φυσικό

Χρήστη

Εφαρμογής

Επικοινωνιακό Κανάλι

Βιομηχανικές ΕπικοινωνιακέςΕφαρμογές

επικοινωνίαμεταξύ

ομότιμωνεπιπέδων

2

3

4

5

6

1

8

7

Διαχ

είρισ

η Δι

κτύο

υ

ΤΟ ‘ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΕΝΟ’ OSI MONTΕΛΟ ΑΝΑΦΟΡΑΣΤΟ ‘ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΕΝΟ’ OSI MONTΕΛΟ ΑΝΑΦΟΡΑΣ

ΤΤο αίτημα της ο αίτημα της διαλειτουργικότητας διαλειτουργικότητας έχει οδηγήσει σε εισαγωγή έχει οδηγήσει σε εισαγωγή του του 8ου 8ου επιπέδου επιπέδου πάνω από τον πάνω από τον γνωστό γνωστό επικοινωνιακό σωρόεπικοινωνιακό σωρό

Το επίπεδο αυτό ονομάζεται Το επίπεδο αυτό ονομάζεται Επίπεδο Χρήστη (User Layer)Επίπεδο Χρήστη (User Layer) και ορίζει και ορίζει

μία μία αντικειμενοστρεφή δομή (object-oriented structureαντικειμενοστρεφή δομή (object-oriented structure)) βάσει της οποίας είναι δυνατή η περιγραφή του βιομηχανικού περιβάλλοντος με βάσει της οποίας είναι δυνατή η περιγραφή του βιομηχανικού περιβάλλοντος με ενιαίο τρόπο. ενιαίο τρόπο.

Η επιτροπή προτυποποίησης Η επιτροπή προτυποποίησης ISA / IECISA / IEC SP50 SP50 έχει καταλήξει σε μια έχει καταλήξει σε μια εκτενέστατη περιγραφή του προτύπου που πρέπει να ακολουθείται από το εκτενέστατη περιγραφή του προτύπου που πρέπει να ακολουθείται από το βιομηχανικό περιβάλλον ώστε να είναι δυνατή η επίτευξη της διαλειτουργικότητας βιομηχανικό περιβάλλον ώστε να είναι δυνατή η επίτευξη της διαλειτουργικότητας των βιομηχανικών εξαρτημάτων.των βιομηχανικών εξαρτημάτων.    

ΤΟΤΟ 8 8THTH ΕΠΙΠΕΔΟ ΚΑΙ Η ΔΙΑΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟΤΗΤΑΕΠΙΠΕΔΟ ΚΑΙ Η ΔΙΑΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟΤΗΤΑ

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΜΙΑ ΕΥΔΙΑΚΡΙΤΗ ΟΝΤΟΤΗΤΑ ΜΙΑ ΕΥΔΙΑΚΡΙΤΗ ΟΝΤΟΤΗΤΑ

  ««ΧΕΙΡΟΠΙΑΣΤΑ ΑΝΤΚΕΙΜΕΝΑΧΕΙΡΟΠΙΑΣΤΑ ΑΝΤΚΕΙΜΕΝΑ» (» (CONCRETE OBJECTCONCRETE OBJECT) )

Το αυτοκίνητο Το αυτοκίνητο Seat IbizaSeat Ibiza, Η τηλεόραση μου, Ένα τρίγωνο της , Η τηλεόραση μου, Ένα τρίγωνο της γεωμετρίας, Μια παράγραφος κειμένου, Ο πύργος στο σκάκι, Ένα γεωμετρίας, Μια παράγραφος κειμένου, Ο πύργος στο σκάκι, Ένα αρχείο Η/Υ, Ένα πρόγραμμα Η/Υ κλπ.αρχείο Η/Υ, Ένα πρόγραμμα Η/Υ κλπ.

  ««ΕΝΝΟΙΑΚΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑΕΝΝΟΙΑΚΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ» (» (CONCEPTUAL OBJECTCONCEPTUAL OBJECT) )

Η πολιτική της κυβέρνησης, Η στάση του υπευθύνου, Το σύστημα Η πολιτική της κυβέρνησης, Η στάση του υπευθύνου, Το σύστημα διακοπών (διακοπών (interruptsinterrupts) του 6502, Η πολιτική ασφάλειας ενός δικτύου Η/Υ ) του 6502, Η πολιτική ασφάλειας ενός δικτύου Η/Υ κλπ.κλπ.

  

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ(ATTRIBUTES - PROPERTIES)

Μήκος Βάρος Τύπος Υλικό

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ SEAT IBIZA (ΑΒΔ 5555)(OBJECT)

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ(OPERATIONS - METHODS)

Οδηγώ Επισκευάζω Μετακινώ Παρκάρω

ΤΑΞΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ(OBJECT CLASS)

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ - ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ - OBJECTSOBJECTS

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ - - OBJECT (OBJECT (ΙΔΙΟΤΗΤΕΣΙΔΙΟΤΗΤΕΣ, , ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ))

  

ΤΑΞΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥΤΑΞΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ - - CLASSCLASS

  

ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΚΟΤΗΤΑ - ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΚΟΤΗΤΑ - INHERITANCE INHERITANCE - ΕΙΔΟΣ / ΓΕΝΟΣ- ΕΙΔΟΣ / ΓΕΝΟΣΓΕΝΙΚΕΥΣΗ - ΓΕΝΙΚΕΥΣΗ - GENERALIZATION GENERALIZATION (ΕΙΔΟΣ (ΕΙΔΟΣ ΓΕΝΟΣ) ΓΕΝΟΣ)

ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΣΗ - ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΣΗ - SPECIALIZATION SPECIALIZATION (ΓΕΝΟΣ (ΓΕΝΟΣ ΕΙΔΟΣ) ΕΙΔΟΣ)

  

ΣΥΣΧΕΤΙΣΜΟΙ - ΣΥΣΧΕΤΙΣΜΟΙ - RELATIONSHIPSRELATIONSHIPS  

ΠΟΛΥΜΟΡΦΙΣΜΟΣ ΠΟΛΥΜΟΡΦΙΣΜΟΣ - - POLYMORPHISMPOLYMORPHISM ΠΟΛΛΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΑΛΛΑ ΜΙΑ ΔΟΜΗΠΟΛΛΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΑΛΛΑ ΜΙΑ ΔΟΜΗ

ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΗ - ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΗ - REUSABILITYREUSABILITY  

ΕΝΘΥΛΑΚΩΣΗ - ΕΝΘΥΛΑΚΩΣΗ - ENCAPSULATIONENCAPSULATION ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΔΟΜΗ «ΚΡΥΜΜΕΝΗ»ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΔΟΜΗ «ΚΡΥΜΜΕΝΗ» + + ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ «ΦΑΝΕΡΗ»ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ «ΦΑΝΕΡΗ»

  

ΣΥΣΣΩΡΕΥΣΗ - ΣΥΣΣΩΡΕΥΣΗ - AGGREGATIONAGGREGATION ΤΜΗΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ – ΤΜΗΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ – MODULARIZATION MODULARIZATION ((ΟΛΟΝ = ΠΟΛΛΑ ΔΙΑΚΡΙΤΑ ΜΕΡΗΟΛΟΝ = ΠΟΛΛΑ ΔΙΑΚΡΙΤΑ ΜΕΡΗ))

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΗΣ ΦΙΛΟΣΟΦΙΑΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΗΣ ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ

ΔΟΜΗ & ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ 8ου ΕΠΙΠΕΔΟΥΔΟΜΗ & ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ 8ου ΕΠΙΠΕΔΟΥ

Σύμφωνα με αυτό το πρότυπο η αρχιτεκτονική του επιπέδου χρήσης ακολουθεί μια Σύμφωνα με αυτό το πρότυπο η αρχιτεκτονική του επιπέδου χρήσης ακολουθεί μια αντικειμενοστραφή προσέγγιση. αντικειμενοστραφή προσέγγιση.

Συγκεκριμένα, υπάρχουν τρεις τύποι αντικειμένωνΣυγκεκριμένα, υπάρχουν τρεις τύποι αντικειμένων

Φυσικός ΚόμβοςΦυσικός Κόμβος ( (Physical Node, PNPhysical Node, PN))

Λογικός ΚόμβοςΛογικός Κόμβος ( (Logical Node, LNLogical Node, LN) )

Ομάδα ΣυναρτήσεωνΟμάδα Συναρτήσεων ( (Function Block, FBFunction Block, FB). ).

κοινό χαρακτηριστικό όλων των αντικειμένων είναι ότι κοινό χαρακτηριστικό όλων των αντικειμένων είναι ότι

μπορούν να διευθυνθούν με την χρήση πεδίου διεύθυνσης (TAG) εύρους 16 bits, μπορούν να διευθυνθούν με την χρήση πεδίου διεύθυνσης (TAG) εύρους 16 bits, διαθέτουν πεδίο δεδομένων για την καταγραφή των διαθέτουν πεδίο δεδομένων για την καταγραφή των σχετικών σχετικών πληροφοριών  πληροφοριών  

ΔΟΜΗ & ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ 8ου ΕΠΙΠΕΔΟΥΔΟΜΗ & ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ 8ου ΕΠΙΠΕΔΟΥ

Ως Ως PNPN ορίζεται κάθε ορίζεται κάθε πραγματική πραγματική συσκευήσυσκευή που μπορεί να διασυνδεθεί σε που μπορεί να διασυνδεθεί σε ένα δίκτυο πεδίου. ένα δίκτυο πεδίου.

Ο Ο LNLN είναι ένα είναι ένα έργοέργο ( (tasktask) που μπορεί να εκτελεσθεί σε ένα PN, άρα ένας ) που μπορεί να εκτελεσθεί σε ένα PN, άρα ένας ΡΝ μπορεί να περιέχει ένα ή περισσότερους LNs. ΡΝ μπορεί να περιέχει ένα ή περισσότερους LNs.

Τέλος, ένας LN είναι το αποτέλεσμα μιας Τέλος, ένας LN είναι το αποτέλεσμα μιας σειράς κλήσεων σειράς κλήσεων συναρτήσεωνσυναρτήσεων που ορίζουν το που ορίζουν το FBFB. Κάθε LN μπορεί να περιέχει ένα ή . Κάθε LN μπορεί να περιέχει ένα ή περισσότερα FBs.περισσότερα FBs.

ΑλγόριθμοιΠρομηθευτή

Δομή Τρόπου Λειτουργίας(πχ. Auto, Manual)

Είσοδοι Εξοδοι

Συναγερμοί

ΥποσύστημαΓεγονότων

ΤΟ ΤΟ FB (Function Block) FB (Function Block)

ΗΗ βάση του επιπέδου χρήστη είναι η ιδέα του FB. βάση του επιπέδου χρήστη είναι η ιδέα του FB. Το FB είναι ένα αντικείμενο που περιέχει έναν αλγόριθμο και μία βάση Το FB είναι ένα αντικείμενο που περιέχει έναν αλγόριθμο και μία βάση δεδομένων. δεδομένων. Ο αλγόριθμος παριστά την συναρτησιακή-λειτουργική συμπεριφορά του FB. Ο αλγόριθμος παριστά την συναρτησιακή-λειτουργική συμπεριφορά του FB. H βάση δεδομένων περιέχει τα δεδομένα που είναι απαραίτητα για τον ορισμό H βάση δεδομένων περιέχει τα δεδομένα που είναι απαραίτητα για τον ορισμό του FB και την εκτέλεση του αλγορίθμου. του FB και την εκτέλεση του αλγορίθμου. Επίσης, η βάση περιέχει τις εισόδους και εξόδους του FB καθώς και τις Επίσης, η βάση περιέχει τις εισόδους και εξόδους του FB καθώς και τις παραμέτρους του. παραμέτρους του. Όλα τα δεδομένα που μπορούν να προσπελαθούν μέσω του δικτύου πεδίου Όλα τα δεδομένα που μπορούν να προσπελαθούν μέσω του δικτύου πεδίου είναι τα attributes είναι τα attributes (χαρακτηριστικές ιδιότητες) (χαρακτηριστικές ιδιότητες) του FB.του FB.

Τέσσερες (4) Κατηγορίες Τέσσερες (4) Κατηγορίες FB FB

 

Τύπος FB Περιγραφή

Standard Ο αλγόριθμος και η βάση δεδομένων ορίζονται πλήρως αναφορικά με το πρότυπο.

Alternative Οι ιδιότητες καθορίζονται σύμφωνα με το Standard FB, αλλά ο αλγόριθμος μπορεί να διαφέρει.

Interoperable Generic Ο αλγόριθμος δεν ορίζεται σύμφωνα με το Standard FB, ενώ η βάση δεδομένων είναι σύμφωνη με αυτό.

Open O αλγόριθμος και η βάση δεδομένων δεν ορίζονται σύμφωνα με το Standard FB.

Τύπος LN Περιγραφή

Null Ένας LΝ που δεν εκτελεί

Time Standard Τα FBs εκτελούνται με σειρά (0,1,2,...) μέσα σε ένα κύκλο σάρωσης ενός LN, ανάλογα με τοις χρονικούς περιορισμούς που τίθενται από το πρότυπο

Cyclic Standard Όπως το Time Standard, αλλά χωρίς ακριβείς χρονικούς προσδιορισμούς μέσα στα FBs, LNs

Cyclic Η σειρά των κλήσεων των FBs γίνεται ανεξάρτητα από την αρίθμηση τους και ανάλογα με τις απαιτήσεις των κατασκευαστών

Cycle / Phase Standard

Η σειρά εκτέλεσης των FBs ακολουθεί το πρότυπο, αλλά ο χρόνος κύκλου των LNs και των FBs, καθώς και η φάση εκτέλεσης των FBs ορίζεται ανεξάρτητα από το πρότυπο και ανάλογα με τις απαιτήσεις των κατασκευαστών

Cycle / Phase Ούτε η σειρά εκτέλεσης ούτε ο χρόνος εκτέλεσης δεν ακολουθούν το πρότυπο

Unscheduled Standard Τα FBs δεν εκτελούνται και τα δεδομένα τους εισάγονται ανεξάρτητα από τον χρονισμό του δικτύου πεδίου

Undefined Ο αλγόριθμος εκτέλεσης των FBs ορίζεται απόλυτα από τον κατασκευαστή

8 8 Κατηγορίες Κατηγορίες LN LN

Τύπος Περιγραφή

Interconnectability Το σύστημα πρέπει να ακολουθεί το πρότυπο, δηλαδή να διαθέτει PNs με TAG και Data Record. Κάθε PN μπορεί να έχει ένα ή περισσότερους LNs με TAG και Data Record. Κάθε FB θα πρέπει να έχει με TAG και Data Record.

Interworkability Οι PNs, LNs υποστηρίζουν τις ελάχιστες προδιαγραφές δεδομένων του προτύπου και τα FBs είναι κατ’ ελάχιστον τύπου Open και υποστηρίζουν τις ελάχιστες προδιαγραφές δεδομένων.

Interoperability Τα FBs είναι κατ’ ελάχιστον τύπου Interoperable Generic και οι LNs είναι ενός από τους ορισμένους τύπους

Interchangeability Τα FBs είναι πρότυπου τύπου και οι LNs είναι τύπου Time Standard

4 4 Κατηγορίες Κατηγορίες «Συνεργασίας» Συστημάτων«Συνεργασίας» Συστημάτων

 

Υπάρχοντα FBs

 

Μελλοντικά FBs 

Analog InputDigital Input

Manual LoaderBias/Gain

Control SelectorPD ControlPID Control

RatioAnalog Output

Discrete Output 

Complex DOComplex AO

DeviceSplitter

Signal SelectorSetpoint Generator

CharacterizerIntegratorCalc_DCalc_A

 

Lead/LagDead Time

Discrete AlarmAnalog AlarmDiscrete HMIAnalog HMIPulse Input

Step Controller  

 

Διαθέσιμα Διαθέσιμα FB FB του οργανισμού του οργανισμού Fieldbus FoundationFieldbus Foundation

ΟΟ οργανισμός οργανισμός Fieldbus FoundationFieldbus Foundation έχει εισάγει στο επίπεδο χρήστη και έχει εισάγει στο επίπεδο χρήστη και τις έννοιες των τις έννοιες των Resource Block (RB)Resource Block (RB) και και Transducer Block (TB),Transducer Block (TB), εκτός από τον έννοια των FBs εκτός από τον έννοια των FBs

Το Το RBRB περιγράφει τα χαρακτηριστικά της συσκευής πεδίου, όπως πχ. όνομα περιγράφει τα χαρακτηριστικά της συσκευής πεδίου, όπως πχ. όνομα συσκευής, κατασκευαστή και σειριακός αριθμός (υπάρχει ένα μόνο RB ανά συσκευής, κατασκευαστή και σειριακός αριθμός (υπάρχει ένα μόνο RB ανά συσκευή). συσκευή).

Τα Τα TBsTBs αποδεσμεύουν τα FBs από τις τοπικές συναρτήσεις αποδεσμεύουν τα FBs από τις τοπικές συναρτήσεις Ι/ΟΙ/Ο που που απαιτούνται για την ανάγνωση (είσοδο) των αισθητών και την εγγραφή (έξοδο) απαιτούνται για την ανάγνωση (είσοδο) των αισθητών και την εγγραφή (έξοδο) εντολών. Περιέχουν πληροφορία όπως ημερομηνία βαθμονόμησης και τύπο εντολών. Περιέχουν πληροφορία όπως ημερομηνία βαθμονόμησης και τύπο αισθητή. αισθητή.

Συνήθως υπάρχει ένα TB για κάθε FB εισόδου ή εξόδουΣυνήθως υπάρχει ένα TB για κάθε FB εισόδου ή εξόδου

Τα Τα Blocks Blocks τουτου οργανισμού οργανισμού Fieldbus FoundationFieldbus Foundation

Τα Τα FB, TB FB, TB και και RB RB του του Fieldbus FoundationFieldbus Foundation

O O οργανισμός οργανισμός Fieldbus FoundationFieldbus Foundation

Επιπλέον αντικείμενα που χρησιμοποιούνται στο επίπεδο χρήστη είναι Επιπλέον αντικείμενα που χρησιμοποιούνται στο επίπεδο χρήστη είναι τα εξής:τα εξής:

Link ObjectsLink Objects, που ορίζουν τις συνδέσεις μεταξύ των FBs, που ορίζουν τις συνδέσεις μεταξύ των FBs

Trend ObjectsTrend Objects, που επιτρέπουν την τοπική παρακολούθηση των , που επιτρέπουν την τοπική παρακολούθηση των παραμέτρων των FBs για πρόσβαση από άλλες συσκευέςπαραμέτρων των FBs για πρόσβαση από άλλες συσκευές

Alert ObjectsAlert Objects, που υλοποιούν την αναφορά των συναγερμών και , που υλοποιούν την αναφορά των συναγερμών και γεγονότων στο δίκτυο πεδίουγεγονότων στο δίκτυο πεδίου

View ObjectsView Objects, που είναι προκαθορισμένα σύνολα παραμέτρων που , που είναι προκαθορισμένα σύνολα παραμέτρων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την υλοποίηση του Human Machine μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την υλοποίηση του Human Machine Interface (ΗΜΙ).Interface (ΗΜΙ).

    

Σχεδίαση εφαρμογής στο 8ο επίπεδο χρήστηΣχεδίαση εφαρμογής στο 8ο επίπεδο χρήστη

Ένα παράδειγμα αυτοματισμού κλειστού βρόχουΈνα παράδειγμα αυτοματισμού κλειστού βρόχουFB Analog InputFB Analog Input, , FB Analog OutputFB Analog Output, , FB PID AlgorithmFB PID Algorithm

Device Description Language (DDL). Device Description Language (DDL). Device Description Services, DDS)Device Description Services, DDS)

Fieldbus Foundation System / Network ConfigurationFieldbus Foundation System / Network Configuration