Расчет промышленной сети связи

Конфликтные ситуации могут возникать по следующим причинам. Включение питания системы. При включении питания системы либо при повторном включении после кратковременного отключения несколько формирователей (или все) в процессе инициализации могут пребывать в активном состоянии. Неисправность системы. Возникновение неисправности системы или сбой программного обеспечения могут привести к переводу нескольких формирователей в активное состояние. Использование протокола обмена, допускающего осуществление попыток одновременного доступа к каналу связи со стороны нескольких устройств. Некоторые протоколы обмена могут содержать процедуры доступа к каналу связи, предусматривающие перевод нескольких формирователей в активное состояние на короткие интервалы времени. Однако, в конечном счете, канал предоставляется одному устройству, что обеспечивает разрешение конфликтной ситуации. На рисунке изображены выходные цепи двух формирователей, присоединенные к общей линии связи. Ток короткого замыкания будет протекать через открытое верхнее плечо формирователя A и открытое нижнее плечо формирователя B.

При наличии разности потенциалов между землями формирователей, лежащей в диапазоне от минус 7 до плюс 7 В, мощность, рассеиваемая формирователем A, может превысить предельно допустимое значение. Например, если предельно допустимый ток нагрузки формирователя A составляет 250 мА, а разность потенциалов между землями формирователей — 7 В, то рассеиваемая мощность будет составлять около 3 Вт. Ситуация, когда несколько формирователей нагружено на один, иллюстрируется рисунке. По нижнему плечу формирователя В протекает суммарный ток от нескольких формирователей A, что может привести к его выходу из строя за счет увеличения напряжения насыщения (коллектор-эмиттер) и соответствующего роста рассеиваемой мощности. Таким образом, формирователь должен быть оснащен средствами защиты, предотвращающими выход из строя по описанным ранее причинам. Наиболее очевидными решениями указанной задачи являются: введение элементов ограничения тока; реализация тепловой защиты формирователя. При использовании ограничителей тока уменьшается рассеиваемая мощность ипосле разрешения конфликтной ситуации работоспособность устройства мгновенно восстанавливается. Вслучае же применения тепловой защиты при ее срабатывании время восстановления формирователя значительно возрастает.

Таким образом, предпочтительно реализовывать тепловую защиту таким образом, чтобы ее порог срабатывания был близок к предельно допустимому значению тока, протекающего по цепям выходного каскада формирователя. Совместно с тепловой защитой рекомендуется устанавливать в выходных цепях формирователя элементы ограничения тока, функция которых состоит вснижении рассеиваемой мощности при протекании тока, незначительно превышающего номинальный. Конфликтные ситуации, сопровождаемые протеканием по линии большого тока, приводят к тому, что в линии связи запасается реактивная энергия. При резком снижении тока происходит всплеск напряжения, интенсивность которого определяется формулой:

где U — амплитуда всплеска напряжения; Iкз — суммарный ток короткого замыкания, протекавшего в линии при конфликтной ситуации; Zk — волновое сопротивление линии связи. Разработчик системы должен предусматривать возможность возникновения всплесков напряжения, амплитуда которых существенно превышает установленное стандартом значение (25 В). Указанные всплески могут быть вызваны кратковременными мощными помехами, возникающими при коммутации силового оборудования, а также атмосферными разрядами. Схема подключения устройства подавления импульсных помех показана на рисунке. При реализации внешних цепей защиты приемопередатчиков следует учитывать тот факт, что каждое установленное устройство подавления выбросов напряжения в линии связи вносит емкость, эквивалентную емкости кабеля длиной около 120 м. В качестве коммутатора сетевого интерфейса будем использовать ЕХ17 016, ниже представлены его спецификации. В качестве преобразователей среды передачи для GigabitEthernet EKI-2741F/LX/SX. Их характеристики:

Порты: 1×1000Base-TX (все модели); 1×1000Base-LX (EKI-2741LX); 1×1000Base-SX (EKI-2741SX)Соединители: RJ-45 для 1000Base-TX; SC для 1×1000Base-FX в EKI-2741SX и EKI-2741LX; SFP (mini-GBIC) в EKI-2741FДлина оптического сегмента: до 550 м для многомодовой ВОЛС (EKI-2741SX); до 10 км для одномодовой ВОЛС (EKI-2741LX); до 110 км для одномодовой ВОЛС (EKI-2741F)Автоматическое распознавание полярности и типа кросс-кабеля.

Полнои полудуплексный режим передачи.

Напряжение питания: от 10 до 48 В пост. тока (2 входа) Защита портов от электростатического разряда до 4 кВЗащита цепей питания от перенапряжения до 3 кВПоддержка функции LFP (контроль целостности соединения) Класс защиты IP30Диапазон рабочих температур: −10…+60°C или −40…+85°C (для EKI-2741LXI).Ниже представлены спецификации оборудования. Спектр сигнала представляет собой следующее изображение:

Где ω0 равна частоте передачи информации, Um-амплитуда сигнала.

Заключение

.

В курсовом проекте был проведен расчет промышленной сети передачи данных типа Modbus-ASCII, состоящей из пяти зон, в каждой из которых используются как аналоговые, так и цифровые устройства ввода/вывода данных. В работе проведен анализ действующих в РФ нормативных документов, произведен расчет количества и выбраны типы устройств, произведен расчет линии передачи. Список используемой литературы1. Васин, Н. Н. Основы сетевых технологий на базе коммутаторов и маршрутизаторов / Н. Н. Васин. — Интернет-университет информационных технологий — ИНТУИТ.ру, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011.- 270 с.

2. Олифер, В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебное пособие для вузов./В.Г.Олифер, Н. А. Олифер. -.

СПб., Питер, 2010. — 943 с. http//www/leksa/net/2007/sposoby-soedineniya-opticheskix-volokon. 3. Парр, Э. Программируемые контроллеры: руководство для инженера / Э.

Парр

М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007 516 с.