Р 50-34.119-90

Группа П87

РЕКОМЕНДАЦИИ


ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

КОМПЛЕКС СТАНДАРТОВ НА АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ

Архитектура локальных вычислительных сетей в системах
промышленной автоматизации

Общие положения

ОКСТУ  0034

Дата введения 1992-01-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАНЫ И ВНЕСЕНЫ Государственным комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам

2. УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 29.12.90 N 3508

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ

Настоящие Рекомендации распространяются на автоматизированные системы проектирования и изготовления (АСПИ) и автоматизированные учрежденческие информационные системы (АУИС) и устанавливают состав и структуру применяемых в них локальных вычислительных сетей (ЛВС) и основные требования к характеристикам этих ЛВС.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. АСПИ представляют собой комплекс взаимосвязанных автоматизированных систем (АС) различного назначения (гибкие производственные системы (ГПС), системы автоматизации проектирования (САПР), системы автоматизированного управления (АСУ) и др. АС, применяемые для промышленной автоматизации). Основой интеграции АС в АСПИ являются локальные вычислительные сети (ЛВС).

1.2. Концептуальной основой ЛВС является базовая эталонная модель взаимосвязи открытых систем (ВОС).

1.3. Вычислительные сети АСПИ должны базироваться на унифицированных наборах протоколов и интерфейсов, соответствующих эталонной модели ВОС, для связи разнородных ЭВМ, интеллектуального оборудования и устройств связи.

2. АРХИТЕКТУРА АСПИ И ЕЕ ЛВС

2.1. В автоматизированном производстве выделяют пять уровней.

2.1.1. 0-й уровень (устройства с числовым программным управлением - УЧПУ, локальные системы управления - ЛСУ, программируемые контроллеры - ПК) должен обеспечивать локальное управление в реальном масштабе времени отдельными техническими устройствами. В качестве таких устройств могут выступать: станок, робот, кран-штабелер, транспортный робот и т.д. ПК, ЛСУ или УЧПУ, управляющие этими устройствами, должны следить за физическими параметрами технологических процессов, вырабатывать управляющие воздействия на силовую автоматику, осуществлять при необходимости соответствующие преобразования сигналов.

2.1.2. 1-й уровень (АСУ ГПМ) должен обеспечивать согласованную работу в реальном масштабе времени взаимосвязанной группы технических устройств типа гибкого производственного модуля (ГПМ). ГПМ может состоять, например, из станка, робота и передаточного стола.

2.1.3. 2-й уровень (АСУ ГАУ, ГАЛ) должен обеспечивать согласованную работу группы ГПМ в соответствии с технологическим маршрутом, одного гибкого автоматизированного участка (ГАУ) или гибкой автоматизированной линии (ГАЛ). ГАУ (ГАЛ) может быть обрабатывающим, сборочным, складским, измерительным, транспортным и т.п.

2.1.4. 3-й уровень (АСУ ГАЦ) должен обеспечивать организационно-экономическое и организационно-технологическое управление дискретным, непрерывным или дискретно-непрерывным производством в гибком автоматизированном цехе (ГАЦ) и технологическую подготовку производства. На этом уровне должны осуществляться планирование, учет, контроль и регулирование производства по основным технико-экономическим показателям, решаться задачи координированного управления ходом производства, организовываться комплектация рабочих мест заготовками, инструментом и оснасткой, необходимыми для выполнения производственных заданий. Здесь же должен быть реализован центр управления автоматизированной транспортно-складской системой (АТСС) цеха.

2.1.5. 4-й уровень (АСУП, АСНИ, САПР-К) должен обеспечивать организационно-экономическое управление предприятием в целом. Здесь в соответствии с жизненным циклом изделия и в рамках соответствующих подразделений должны проводиться НИР и ОКР, техническая подготовка производства, управление испытаниями и т.п.

К этому же уровню относится АСУ интегрированной системы жизнеобеспечения предприятия, в задачу которой входит: автоматизированное управление тепло-, водо-, воздухо- и энергоснабжением предприятия; защита территории, отдельных зданий и помещений предприятия от несанкционированного доступа; управление противопожарными системами и системами охраны окружающей среды.

2.2. Связи между уровнями и между элементами уровней должны обеспечиваться вычислительной сетью, объединяющей оконечные системы предприятия, которыми могут быть: АС (АСТПП, АСУ ГАЦ и т.д.); ЛВС (ЛВС ГАУ, ЛВС САПР и т.д.) и ЭВМ (рабочие места, оборудование с ЧПУ и т.п.).

2.2.1. Объединение отдельных ЛВС уровней предприятия и цеха и интегрированной системы жизнеобеспечения предприятия должно осуществляться через ретрансляторы с помощью магистрального канала связи предприятия (черт.1).

Схема ЛВС уровня предприятия

Черт.1

2.2.2. Сеть цехового уровня должна объединять автоматизированные системы цехового уровня, а также ЛВС участков (линий) (черт.2).

Схема ЛВС уровня цеха

Черт.2

2.2.3. Сеть уровня участка (линии) должна объединять АС уровней участка и модуля (черт.3).

Схема ЛВС уровня участка

Черт.3

2.2.4. Сеть уровня модуля должна объединять АС уровня модуля и устройства управления отдельными техническими устройствами (черт.4).

Схема ЛВС уровня модуля

Черт.4

2.2.5. Сопряжение сети уровня участка с сетью уровня цеха и сети уровня модуля с сетью уровня участка должна осуществляться с помощью ретрансляторов.

3. ТРЕБОВАНИЯ К ЛВС АСПИ

ЛВС реализуется посредством соединения отдельных каналов связи различной физической природы (электрических, оптических) и топологии (моноканал, шина, кольцо) через ретрансляторы, коммутационно согласующие устройства и блоки доступа.

3.1. Требования к ЛВС уровня предприятия

3.1.1. Протяженность физического канала должна допускать соединение объектов, разнесенных на расстояния до 10 км.

3.1.2. ЛВС уровня предприятия должна допускать подключение до 100-1000 оконечных систем.

3.1.3. ЛВС уровня предприятия должна допускать обмен информацией объемом до нескольких Мбайт через промежутки времени в несколько часов (суток).

3.1.4. ЛВС уровня предприятия должна обеспечивать время реакции не более 2 с.

3.1.5. Надежность сети должна обеспечиваться телесредствами обнаружения, локализации и изоляции отказов, а также телесредствами соответствующей реконфигурации сети для обхода отказов. Эти средства могут быть ручными или автоматическими и управляться на месте (локально) или удаленно.

3.2. Требования к ЛВС уровня цеха

3.2.1. Протяженность физического канала должна допускать соединение объектов, разнесенных на расстояния до 1 км.

3.2.2. Сеть цеха должна допускать подключение до 100 оконечных систем.

3.2.3. Сеть цеха должна допускать обмен информацией объемом до 1 Мбайт через промежутки времени в несколько минут (часов).

3.2.4. Сеть цеха должна обеспечивать время реакции не более 2 с.

3.2.5. Сеть цеха должна допускать ее эксплуатацию в производственных условиях, включая повышенную влажность и температуру, повышенную вибрацию, повышенное электромагнитное излучение, нестабильность питающего напряжения, запыленность.

3.2.6. Работоспособность сети должна сохраняться без ухудшения ее характеристик в случае ремонта, включения и исключения любых сетевых компонентов.

3.3. Требования к ЛВС уровня участка

3.3.1. Протяженность физического канала должна допускать соединение объектов, разнесенных на расстояния до 100 м.

3.3.2. Сеть участка должна допускать подключение до 100 оконечных систем.

3.3.3. Сеть участка должна допускать обмен информацией объемом до 100 кбайт через промежутки времени в несколько секунд (минут).

3.3.4. Сеть участка должна функционировать в режиме реального времени.

3.3.5. Условия эксплуатации аналогичны сети цеха.

3.3.6. Требования к надежности аналогичны требованиям к сети цеха. В случае управления быстрыми или опасными процессами управление сети (в части реконфигурации) должно осуществляться автоматически.

3.4. Требования к ЛВС уровня модуля

Для управления непрерывными технологическими процессами на уровне модуля может потребоваться канал связи, отличающийся от ЛВС дискретного оборудования (см. черт.4).

3.4.1. Протяженность физического канала должна допускать соединение объектов, разнесенных на расстояние до 10 м.

3.4.2. Сеть модуля должна допускать подключение до 10 оконечных систем.

3.4.3. Сеть модуля должна допускать обмен информацией до 0,1 Кбайт через промежутки времени от долей секунды до нескольких минут.

3.4.4. Сеть модуля должна допускать управление оборудованием в реальном масштабе времени.

3.4.5. Протяженность технологической шины до 1 км.

3.4.6. Пропускная способность технологической шины до 1 Мбайт/с.

3.4.7. Условия эксплуатации аналогичны условиям сети цеха.

3.4.8. Надежность сети должна быть максимально высокой, т.к. выход из строя любого компонента сети приводит к выходу из строя модуля в целом.

4. БАЗОВАЯ МОДЕЛЬ ЛВС АУИС

4.1. К автоматизированным учрежденческим информационным системам (АУИС) относятся оконечные системы 4-го уровня АСПИ, такие как САПР-К, САПР-Т, АСУ предприятия, АСНИ и др.

4.2. ЛВС АУИС является интерсетью, в которой выделяют ЛВС трех уровней:

ЛВС системных и телематических служб;

ЛВС подразделений специальных служб;