в-цифровых сетях передачи данных

канал (передачи) данных
—
[Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо-русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993]

Тематики

• информационные технологии в целом

EN

• data channel
• DC

канал передачи данных
канал ПД
Канал электросвязи для передачи сигналов данных.
[ ГОСТ 17657-79]
[ ГОСТ Р 50304-92]

канал передачи данных
Часть вычислительной системы, обеспечивающая передачу данных от источника к получателю(ям) и состоящая из аппаратуры передачи данных и линий связи.
[Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо-русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993]

канал передачи данных
Средства двустороннего обмена данными, включающие АКД и линию передачи данных.
По природе физической среды передачи данных (ПД) различают каналы передачи данных на оптических линиях связи, проводных (медных) линиях связи и беспроводные. В свою очередь, медные каналы могут быть представлены коаксиальными кабелями и витыми парами, а беспроводные - радио- и инфракрасными каналами.
В зависимости от способа представления информации электрическими сигналами различают аналоговые и цифровые каналы передачи данных. В аналоговых каналах для согласования параметров среды и сигналов применяют амплитудную, частотную, фазовую и квадратурно-амплитудную модуляции. В цифровых каналах для передачи данных используют самосинхронизирующиеся коды, а для передачи аналоговых сигналов - кодово-импульсную модуляцию.
Первые сети ПД были аналоговыми, поскольку использовали распространенные телефонные технологии. Но в дальнейшем устойчиво растет доля цифровых коммуникаций (это каналы типа Е1/Т1, ISDN, сети Frame Relay, выделенные цифровые линии и др.)
В зависимости от направления передачи различают каналы симплексные (односторонняя передача), дуплексные (возможность одновременной передачи в обоих направлениях) и полудуплексные (возможность попеременной передачи в двух направлениях).
В зависимости от числа каналов связи в аппаратуре ПД различают одно- и многоканальные средства ПД. В локальных вычислительных сетях и в цифровых каналах передачи данных обычно используют временное мультиплексирование, в аналоговых каналах - частотное разделение.
Если канал ПД монопольно используется одной организацией, то такой канал называют выделенным, в противном случае канал является разделяемым или виртуальным (общего пользования).
[И.П. Норенков, В.А. Трудоношин. Телекоммуникационные технологии и сети. МГТУ им. Н.Э.Баумана. Москва 1999]

Канал передачи данных - это средства двухстороннего обмена данными, которые включают в себя линии связи и аппаратуру передачи (приема) данных. Каналы передачи данных связывают между собой источники информации и приемники информации.
[ http://www.lessons-tva.info/edu/telecom-loc/m1t2_2loc.html]

Тематики

• информационные технологии в целом
• передача данных
• системы для сопряж. радиоэлектр. средств интерфейсные

Обобщающие термины

• каналы передачи данных
• средства реализации взаимодействия

Синонимы

• канал ПД

EN

• data channel

кадр
Изображение, фрагмент видеосигнала, либо интервал времени, соответствующие однократному обходу растра развертывающим элементом, который начинается и заканчивается в одной и той же точке.
[ ГОСТ 21879-88]

кадр
Базовая единица телевизионного изображения. Последовательность кадров образует непрерывное ("живое") телевизионное изображение. Кадр образуется объединением телевизионных полей.
[ http://datasheet.do.am/forum/22-4-1]

кадр
Единичное полное изображение. В формате чересстрочной развертки 2:1 стандартов RS-170 и CCIR кадр составляется из двух раздельных полей с 262,5 или 312,5 строками, чередующихся с частотой 60 или 50 Гц, что позволяет формировать полный кадр с частотой 30 или 25 Гц. В видеокамерах с функцией прогрессивной развертки каждый кадр разворачивается построчно и не чередуется. В большинстве случаев частота кадров составляет также 30 и 25 Гц.
[ http://www.alltso.ru/publ/glossarij_setevoe_videonabljudenie_terminy/1-1-0-34]

Тематики

• телевидение, радиовещание, видео

Обобщающие термины

• термины и определения общих понятий телевидения

EN

• frame

кадр
рамка
фрейм
Применительно к передаче данных, кадр — единица данных канального уровня (L2). В сетях Ethernet размер кадра обычно составляет от нескольких десятков байт до 1,5 Кбайт; некоторые устройства позволяют работать с кадрами размером до 9 Кбайт.
Элементы HTML, появившиеся в броузерах версий 3.0. Позволяют разделить страницу на несколько независимых окон и в каждом из них размещать свою собственную WEB-страничку. Возможна ссылка из одного окна в другое. Применяется в основном для организации постоянно находящихся на экране меню, в то время как в другом окне располагается непосредственно сама информация
[http://www.webxpert.ru/slovar.html].

Примеры сочетаний:
frame grabber - плата захвата и ввода изображения, проф. фреймграббер - устройство оцифровки и ввода в память компьютера изображений с устройства видеоввода (видеокамеры, видеоплеера)
frame rate - частота кадров видеоизображений.
[ http://www.morepc.ru/dict/]

Тематики

• информационные технологии в целом

Синонимы

• рамка
• фрейм

EN

• frame

кадр данных
кадр
Протокольный блок данных уровня звена данных
[ ГОСТ 24402-88]
[ ГОСТ 29099-91]
[ ГОСТ Р 54325-2011 (IEC/TS 61850-2:2003)]

Тематики

• релейная защита
• сети вычислительные
• телеобработка данных и вычислительные сети

Синонимы

• кадр

EN

• data frame
• DF
• frame

кадр средства отображения информации
кадр
Сформированное изображение для одновременного отображения информации на экране средства отображения информации.
[ ГОСТ 27833-88]

Тематики

• средства отображения информации

Синонимы

• кадр

EN

• frame

кадрик
Один кадрик на кинопленке или одно статичное изображение в видеозаписи
[Юлия Максимова, http://anjellka.livejournal.com/91779.html]

Тематики

• кинопроизводство

Обобщающие термины

• режиссура, операторское мастерство

EN

• frame

каркас
-
[Интент]

Рис. Legrand

Тематики

• стойки и шкафы

EN

• frame

каркас
Несущая стержневая конструкция, являющаяся остовом здания, сооружения или конструкции
[Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]

Тематики

• строительство в целом

EN

• frame
• framework
• skeleton

DE

• Skelett

FR

• carcasse
• charpente
• ossature

каркас (рама)
—
[А.С.Гольдберг. Англо-русский энергетический словарь. 2006 г.]

Тематики

• энергетика в целом

EN

• frame
• framework

каркас держателя пьезоэлектрического резонатора
каркас
Часть держателя пьезоэлектрического резонатора, служащая для крепления пьезоэлемента или пьезоэлектрического вибратора.
[ ГОСТ 18669-73]

Тематики

• резонаторы пьезоэлектрические

Синонимы

• каркас

EN

• frame

DE

• Halterungseinrichtung

FR

• carcasse

конструкция
Устройство, взаимное расположение частей и состав машины, механизма или сооружения.
[ http://sl3d.ru/o-slovare.html]

Параллельные тексты EN-RU

The new valve profile is design to ensure smooth and precise control at low capacities for improved part load performances.
[Lennox]

Вентиль новой конструкции обеспечивает плавное и точное регулирование при низкой производительности холодильного контура, что увеличивает его эффективность при неполной нагрузке.
[Интент]

Тематики

• машиностроение в целом

EN

• aggregate
• architecture
• arrangement
• assembly
• build
• carcass
• configuration
• construct
• construction
• design
• embodiment
• engineering design
• formation
• frame
• framework
• hardware
• profile
• project
• structural design
• structural system
• structural unit
• structure
• style
• work

коробка
1. Неподвижная часть заполнения проёмов в виде замкнутой или незамкнутой рамы
2. Остов прямоугольного здания с несущими наружными стенами
[Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]

Тематики

• строительные изделия прочие
• элементы зданий и сооружений

EN

• frame

DE

• Zarge

FR

• bâti
• cadre
• encadrement

масса (при заземлении)
—
[Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва]

Тематики

• электротехника, основные понятия

EN

• chassis
• frame

наличник
Декоративная планка, обрамляющая дверной или оконный проём
[Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]

наличник
Планки, которые закрывают дефекты соединения между коробом (дверной коробкой) и стеной. Материалы, из которых изготавливаются наличники - это дерево или пластик. Наличники бывают скругленные, фигурные, плоские, телескопические и на шпонке.
[ http://doorss.ru/term.php]

наличник
Деревянные профильные планки, служащие для обрамления дверного проёма и для прикрытия щелей между коробкой и стеной. Наличники бывают плоские, скруглённые, фигурные, телескопические и на шпонке. Различны также их размеры и материалы отделки и изготовления.
[ http://na-dveri.ru/polezno-znati/termini-i-opredeleniya.html]

Тематики

• элементы зданий и сооружений

EN

• architrave
• case
• frame
• platband

DE

• Blendleiste
• Futterleiste

FR

• chambranle

оправа защитных очков
оправа
Совокупность конструктивных элементов открытых защитных очков для удержания очковых стекол в требуемом при эксплуатации положении.
[ ГОСТ 12.4.001-80]

Тематики

• средства индивидуальной защиты

Синонимы

• оправа

EN

• frame

DE

• Fassung

рама
Стержневая система, стержни которой  во всех или в некоторых узлах жестко  соединены между собой.
[ http://www.isopromat.ru/sopromat/terms]

Тематики

• строительная механика, сопротивление материалов

EN

• frame

рама
Деталь конструкции саней. Рама, как правило, изготавливается из легкого металла.
[Департамент лингвистических услуг Оргкомитета «Сочи 2014». Глоссарий терминов]

EN

frame
Constructive part of a sled. The frame is usually made of a lightweight metal.
[Департамент лингвистических услуг Оргкомитета «Сочи 2014». Глоссарий терминов]

Тематики

• санный спорт, бобслей, скелетон

EN

• frame

рама
Стержневая система, стержни которой во всех или в некоторых узлах жестко соединены между собой.
Примечание. По аналогии с фермами различаются «плоские рамы» и «пространственные рамы».
[Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 82. Строительная механика. Академия наук СССР. Комитет научно-технической терминологии. 1970 г.]

Тематики

• строительная механика, сопротивление материалов

EN

• frame

DE

• Rahmen

FR

• cadre
• portique

рама кресла-коляски
Узел, служащий для соединения и размещения составных частей кресла-коляски.
Примечание
Сиденье, спинка, рама и т.д. могут представлять собой единое целое или состоять из нескольких частей.
[ ГОСТ Р 50653-94 ИСО 6440-85]

Тематики

• кресла-коляски

Обобщающие термины

• составные части кресел-колясок

EN

• frame

FR

• chassis

рамка
Ндп. ободок
Фиксируемая часть замка, закрепляемая на обеих смыкаемых сторонах кожгалантерейного изделия.
[ ГОСТ 15470-70]

Недопустимые, нерекомендуемые

• ободок

Тематики

• фурнитура

Обобщающие термины

• кожевенно-галантерейная фурнитура

EN

• frame

DE

• Bügel

FR

• cadre

фрейм
Кадр данных, обычно фиксированного формата
[ ГОСТ Р 52872-2007]

фрейм
Фрагмент web-страницы, чаще всего являющийся отдельным файлом.
[ http://www.lexikon.ru/rekl/a_eng.html]

Тематики

• информационные технологии в целом

EN

• frame

цикл временного объединения цифровых сигналов данных
цикл временного объединения
Совокупность примыкающих друг к другу интервалов времени, отведенных для передачи цифровых сигналов данных, поступающих по нескольким направлениям, в которой каждому из объединяемых по времени сигналов выделен однозначно определяемый интервал времени.
[ ГОСТ 17657-79 ]

Тематики

• передача данных

Обобщающие термины

• временное объединение и разделение цифровых сигналов данных

Синонимы

• цикл временного объединения

EN

• frame

цикл временного объединения цифровых сигналов электросвязи
цикл
Совокупность примыкающих друг к другу интервалов времени, отведенных для передачи цифровых сигналов электросвязи, поступающих от различных источников, в которой каждому из этих сигналов выделен определенный интервал времени, положение которого может быть определено однозначно.
[ ГОСТ 22670-77]

Тематики

• сети передачи данных

Синонимы

• цикл

EN

• frame

шпангоут судна
шпангоут
Поперечная балка бортового перекрытия судна или ее продолжение по днищевому перекрытию на судах внутреннего плавания, катерах, яхтах.

Поперечный разрез сухогрузного судна

1 - планширь судна; 2 - стойка фальшборта; 3 - полоса ватервейса судна; 4 - рамный бимс; 5 - настил палубы судна; 6 - карлингс; 7 - продольная подпалубная балка судна; 8 - комингс люка судна; 9 - пиллеро судна; 10 - концевой бимс; 11 - стойка переборки судна; 12 - непроницаемая переборка корпуса судна; 13 - настил второго дна судна; 14 - вертикальный киль судна; 15 - горизонтальный киль судна; 16 - днищевой стрингер судна; 17 - наружная днищевая обшивка судна; 18 - флор; 19 - крайний междудонный лист судна; 20 - скуловой киль судна; 21 - скуловой пояс наружной обшивки судна; 22 - трюмный шпангоут судна; 23 - бимс; 24 - бортовая наружная обшивка судна; 25 - твиндечный шпангоут судна; 26 - бимсовая кница; 27 - ширстрек; 28 - стрингерный угольник судна; 29 - фальшборт

Поперечный разрез нефтеналивного судна

1 - стрингерный угольник судна; 2 - рамный шпангоут судна; 3 - продольная переборка корпуса судна; 4 - доковая стойка переборки судна; 5 - карлингс; 6 - рамный бимс; 7 - поперечная переборка корпуса судна; 8 - стойка переборки судна; 9 - шпангоут судна; 10 - бортовой стрингер судна; 11 - горизонтальная рама переборки судна; 12 - горизонтальный киль судна; 13 - вертикальный киль судна; 14 - флор; 15 - скуловая кница судна; 16 - скуловой пояс наружной обшивки судна; 17 - распорка корпуса судна; 18 - продольная подпалубная балка судна; 19 - ширстрек
[ ГОСТ 13641-80]

Тематики

• корабли и суда

Обобщающие термины

• наружная обшивка, второе дно, подкрепляющие их части

Синонимы

• шпангоут

EN

• frame

(эквипотенциальная) рама
-
[IEV number 151-13-07]

EN

(equipotential) frame
conductive part of an equipment or installation the electric potential of which is taken as a reference
NOTE – In many cases, a chassis made of conductive material may be used as an equipotential frame.
[IEV number 151-13-07]

FR

masse (électrique), f
châssis (équipotentiel), m
partie conductrice d'un équipement ou d'une installation, dont le potentiel électrique est pris comme référence
NOTE – Dans de nombreux cas, un châssis réalisé en matériau conducteur peut être utilisé comme masse électrique.
[IEV number 151-13-07]

Синонимы

• рама

EN

• equipotential frame
• frame

DE

• Bezugspotentialschiene

FR

• châssis équipotentiel, m
• châssis, m
• masse électrique, f
• masse, f

108. Цикл временного объединения цифровых сигналов электросвязи

Цикл

Frame

Совокупность примыкающих друг к другу интервалов времени, отведенных для передачи цифровых сигналов электросвязи, поступающих от различных источников, в которой каждому из этих сигналов выделен определенный интервал времени, положение которого может быть определено однозначно

Источник: ГОСТ 22670-77: Сеть связи цифровая интегральная. Термины и определения оригинал документа

13. Кадр средства отображения информации

Кадр

Frame

Сформированное изображение для одновременного отображения информации на экране средства отображения информации

Источник: ГОСТ 27833-88: Средства отображения информации. Термины и определения оригинал документа

68. Кадр данных

Кадр

Frame

Протокольный блок данных уровня звена данных

Источник: ГОСТ 24402-88: Телеобработка данных и вычислительные сети. Термины и определения оригинал документа

3.28 рама (frame): Сборная конструкция сварного или другого типа, на которой установлен шкаф водородного генератора, его оборудование и компоненты, обеспечивающая фиксацию местоположения оборудования, устойчивость и надежность установки.

Источник: ГОСТ Р 54110-2010: Водородные генераторы на основе технологий переработки топлива. Часть 1. Безопасность оригинал документа

17. Оправа защитных очков

Оправа

D. Fassung

E. Frame

Совокупность конструктивных элементов открытых защитных очков для удержания очковых стекол в требуемом при эксплуатации положении

Источник: ГОСТ 12.4.001-80: Система стандартов безопасности труда. Очки защитные. Термины и определения оригинал документа

3.3 рама (frame): Рама, обеспечивающая конструктивную опору и воспринимающая нагрузки от массы и внутреннего давления в теплообменнике.

Источник: ГОСТ Р ИСО 15547-1-2009: Нефтяная и газовая промышленность. Пластинчатые теплообменники. Технические требования оригинал документа

полевая шина
-
[Интент]

полевая магистраль по зарубежной терминологии
Имеет много терминов-синонимов и обозначает специализированные последовательные магистрали малых локальных сетей (МЛС), ориентированны на сопряжение с ЭВМ рассредоточенных цифровых датчиков и исполнительных органов. Магистрали рассчитаны на применение в машиностроении, химической промышленности, в системах автоматизации зданий, крупных установках, бытовых электронных системах, системах автомобильного оборудования, малых контрольно-измерительных и управляющих системах на основе встраиваемых микроЭВМ и т. п. Основными магистралями являются Bitbus, MIL STD-1553В. В настоящее время рабочими группами IEC (65С и SP-50) стандартизируются два основных типа МЛС: высокоскоростные и низкоскоростные, ориентированные на датчики.
[Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо-русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993]

ЧТО ТАКОЕ FIELDВUS?
Так пишется оригинальный термин, который в русском переводе звучит как «промышленная сеть». Fieldbus — это не какой-то определенный протокол передачи данных и не тип сетевой архитектуры, этот термин не принадлежит ни одной отдельно взятой компании и обозначает скорее сферу применения, чем какую-либо конкретную сетевую технологию.
Давайте попробуем сформулировать лишь некоторые основные требования, которые можно предъявить к «идеальной» промышленной сети.
1. Производительность.
2. Предсказуемость времени доставки информации.
3. Помехоустойчивость.
4. Доступность и простота организации физического канала передачи данных.
5. Максимальный сервис для приложений верхнего уровня.
6. Минимальная стоимость устройств аппаратной реализации, особенно на уровне контроллеров.
7. Возможность получения «распределенного интеллекта», путем предоставления максимального доступа к каналу нескольким ведущим узлам.
8.Управляемость и самовосстановление в случае возникновения нештатных ситуаций.

[Сергей Гусев. Краткий экскурс в историю промышленных сетей]

Международный стандарт IEC 61158 “Fieldbus for use in Industrial Control Systems” («Промышленная управляющая сеть для применения в промышленных системах управления») определяет восемь независимых и несовместимых коммуникационных технологий, из которых FOUNDATION Fieldbus H1 и PROFIBUS PA стали в значительной степени преобладающими в различных отраслях промышленности.
Эти промышленные сети соответствуют требованиям стандарта IEC 61158 2, который устанавливает физический уровень так называемых промышленных сетей H1.
Основными требованиями к промышленным сетям H1 являются:
● передача данных и питание устройств нижнего уровня по одной витой паре;
● гибкость при проектировании различных топологий сети;
● совместимость всех полевых приборов;
● взрывобезопасность при установкево взрывоопасных зонах;
● распределение одной инфраструктуры на многочисленные сегменты.

[Виктор Жданкин. Концепция FieldConnex® для промышленных сетей FOUNDATION Fieldbus H1 и PROFIBUS_PA: повышение производительности и снижение затрат. СТА 2/2009]

Термин полевая шина является дословным переводом английского термина fieldbus.
Термин промышленная сеть является более точным переводом и в настоящее время именно он используется в профессиональной технической литературе.

Промышленная сеть — сеть передачи данных, связывающая различные датчики, исполнительные механизмы, промышленные контроллеры и используемая в промышленной автоматизации. Термин употребляется преимущественно в автоматизированной системе управления технологическими процессами (АСУТП).

Устройства используют сеть для:

• передачи данных, между датчиками, контроллерами и исполнительными механизмами;
• диагностики и удалённого конфигурирования датчиков и исполнительных механизмов;
• калибрования датчиков;
• питания датчиков и исполнительных механизмов;
• связи между датчиками, исполнительными механизмами, ПЛК и АСУ ТП верхнего уровня.

В промышленных сетях для передачи данных применяют:

• электрические линии;
• волоконно-оптические линии;
• беспроводную связь (радиомодемы и Wi-Fi).

Промышленные сети могут взаимодействовать с обычными компьютерными сетями, в частности использовать глобальную сеть Internet.

[ Википедия]

Главной функцией полевой шины является обеспечение сетевого взаимодействия между контроллерами и удаленной периферией (например, узлами ввода/вывода). Помимо этого, к полевой шине могут подключаться различные контрольно-измерительные приборы ( Field Devices), снабженные соответствующими сетевыми интерфейсами. Такие устройства часто называют интеллектуальными ( Intelligent Field Devices), так как они поддерживают высокоуровневые протоколы сетевого обмена.

Пример полевой шины представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Полевая шина.

Как уже было отмечено, существует множество стандартов полевых шин, наиболее распространенные из которых приведены ниже:

1. Profibus DP
2. Profibus PA
3. Foundation Fieldbus
4. Modbus RTU
5. HART
6. DeviceNet

Несмотря на нюансы реализации каждого из стандартов (скорость передачи данных, формат кадра, физическая среда), у них есть одна общая черта – используемый алгоритм сетевого обмена данными, основанный на классическом принципе Master-Slave или его небольших модификациях.
Современные полевые шины удовлетворяют строгим техническим требованиям, благодаря чему становится возможной их эксплуатация в тяжелых промышленных условиях. К этим требованиям относятся:

1. Детерминированность. Под этим подразумевается, что передача сообщения из одного узла сети в другой занимает строго фиксированный отрезок времени. Офисные сети, построенные по технологии Ethernet, - это отличный пример недетерминированной сети. Сам алгоритм доступа к разделяемой среде по методу CSMA/CD не определяет время, за которое кадр из одного узла сети будет передан другому, и, строго говоря, нет никаких гарантий, что кадр вообще дойдет до адресата. Для промышленных сетей это недопустимо. Время передачи сообщения должно быть ограничено и в общем случае, с учетом количества узлов, скорости передачи данных и длины сообщений, может быть заранее рассчитано.
2. Поддержка больших расстояний. Это существенное требование, ведь расстояние между объектами управления может порой достигать нескольких километров. Применяемый протокол должен быть ориентирован на использование в сетях большой протяженности.
3. Защита от электромагнитных наводок. Длинные линии в особенности подвержены пагубному влиянию электромагнитных помех, излучаемых различными электрическими агрегатами. Сильные помехи в линии могут исказить передаваемые данные до неузнаваемости. Для защиты от таких помех применяют специальные экранированные кабели, а также оптоволокно, которое, в силу световой природы информационного сигнала, вообще нечувствительно к электромагнитным наводкам. Кроме этого, в промышленных сетях должны использоваться специальные методы цифрового кодирования данных, препятствующие их искажению в процессе передачи или, по крайней мере, позволяющие эффективно детектировать искаженные данные принимающим узлом.
4. Упрочненная механическая конструкция кабелей и соединителей. Здесь тоже нет ничего удивительного, если представить, в каких условиях зачастую приходиться прокладывать коммуникационные линии. Кабели и соединители должны быть прочными, долговечными и приспособленными для использования в самых тяжелых окружающих условиях (в том числе агрессивных атмосферах).

По типу физической среды полевые шины делятся на два типа:

1. Полевые шины, построенные на базе оптоволоконного кабеля.
   Преимущества использования оптоволокна очевидны: возможность построения протяженных коммуникационных линий (протяженностью до 10 км и более); большая полоса пропускания; иммунитет к электромагнитным помехам; возможность прокладки во взрывоопасных зонах.
   Недостатки: относительно высокая стоимость кабеля; сложность физического подключения и соединения кабелей. Эти работы должны выполняться квалифицированными специалистами.
2. Полевые шины, построенные на базе медного кабеля.
   Как правило, это двухпроводной кабель типа “витая пара” со специальной изоляцией и экранированием. Преимущества: удобоваримая цена; легкость прокладки и выполнения физических соединений. Недостатки: подвержен влиянию электромагнитных наводок; ограниченная протяженность кабельных линий; меньшая по сравнению с оптоволокном полоса пропускания.

Итак, перейдем к рассмотрению методов обеспечения отказоустойчивости коммуникационных сетей, применяемых на полевом уровне. При проектировании и реализации этот аспект становится ключевым, так как в большой степени определяет характеристики надежности всей системы управления в целом.

На рисунке 2 изображена базовая архитектура полевой шины – одиночная (нерезервированная). Шина связывает контроллер С1 и четыре узла ввода/вывода IO1-IO4. Очевидно, что такая архитектура наименее отказоустойчива, так как обрыв шины, в зависимости от его локализации, ведет к потере коммуникации с одним, несколькими или всеми узлами шины. В нашем случае в результате обрыва теряется связь с двумя узлами.

Рис. 2. Нерезервированная шина.

Здесь важное значение имеет термин “единичная точка отказа” (SPOF, single point of failure). Под этим понимается место в системе, отказ компонента или обрыв связи в котором приводит к нарушению работы всей системы. На рисунке 2 единичная точка отказа обозначена красным крестиком.

На рисунке 3 показана конфигурация в виде дублированной полевой шины, связывающей резервированный контроллер с узлами ввода/вывода. Каждый узел ввода/вывода снабжен двумя интерфейсными модулями. Если не считать сами модули ввода/вывода, которые резервируются редко, в данной конфигурации единичной точки отказа нет.

Рис. 3. Резервированная шина.

Вообще, при построении отказоустойчивых АСУ ТП стараются, чтобы единичный отказ в любом компоненте (линии связи) не влиял на работу всей системы. В этом плане конфигурация в виде дублированной полевой шины является наиболее распространенным техническим решением.

На рисунке 4 показана конфигурация в виде оптоволоконного кольца. Контроллер и узлы ввода/вывода подключены к кольцу с помощью резервированных медных сегментов. Для состыковки медных сегментов сети с оптоволоконными применяются специальные конверторы среды передачи данных “медь<->оптоволокно” (OLM, Optical Link Module). Для каждого из стандартных протоколов можно выбрать соответствующий OLM.

Рис. 4. Одинарное оптоволоконное кольцо.

Как и дублированная шина, оптоволоконное кольцо устойчиво к возникновению одного обрыва в любом его месте. Система такой обрыв вообще не заметит, и переключение на резервные интерфейсные и коммуникационные модули не произойдет. Более того, обрыв одного из двух медных сегментов, соединяющих узел с оптоволоконным кольцом, не приведет к потере связи с этим узлом. Однако второй обрыв кольца может привести к неработоспособности системы. В общем случае два обрыва кольца в диаметрально противоположных точках ведут к потере коммуникации с половиной подключенных узлов.

На рисунке 5 изображена конфигурация с двойным оптическим кольцом. В случае если в результате образования двух точек обрыва первичное кольцо выходит из строя, система переключается на вторичное кольцо. Очевидно, что такая архитектура сети является наиболее отказоустойчивой. На рисунке 5 пошагово изображен процесс деградации сети. Обратите внимание, сколько отказов система может перенести до того, как выйдет из строя.

Рис. 5. Резервированное оптоволоконное кольцо.

[ http://kazanets.narod.ru/NT_PART1.htm]

Тематики

• автоматизированные системы

Синонимы

• промышленная сеть
• промышленная управляющая сеть

EN

• field bus
• fieldbus

полевая шина
-
[Интент]

полевая магистраль по зарубежной терминологии
Имеет много терминов-синонимов и обозначает специализированные последовательные магистрали малых локальных сетей (МЛС), ориентированны на сопряжение с ЭВМ рассредоточенных цифровых датчиков и исполнительных органов. Магистрали рассчитаны на применение в машиностроении, химической промышленности, в системах автоматизации зданий, крупных установках, бытовых электронных системах, системах автомобильного оборудования, малых контрольно-измерительных и управляющих системах на основе встраиваемых микроЭВМ и т. п. Основными магистралями являются Bitbus, MIL STD-1553В. В настоящее время рабочими группами IEC (65С и SP-50) стандартизируются два основных типа МЛС: высокоскоростные и низкоскоростные, ориентированные на датчики.
[Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо-русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993]

ЧТО ТАКОЕ FIELDВUS?
Так пишется оригинальный термин, который в русском переводе звучит как «промышленная сеть». Fieldbus — это не какой-то определенный протокол передачи данных и не тип сетевой архитектуры, этот термин не принадлежит ни одной отдельно взятой компании и обозначает скорее сферу применения, чем какую-либо конкретную сетевую технологию.
Давайте попробуем сформулировать лишь некоторые основные требования, которые можно предъявить к «идеальной» промышленной сети.
1. Производительность.
2. Предсказуемость времени доставки информации.
3. Помехоустойчивость.
4. Доступность и простота организации физического канала передачи данных.
5. Максимальный сервис для приложений верхнего уровня.
6. Минимальная стоимость устройств аппаратной реализации, особенно на уровне контроллеров.
7. Возможность получения «распределенного интеллекта», путем предоставления максимального доступа к каналу нескольким ведущим узлам.
8.Управляемость и самовосстановление в случае возникновения нештатных ситуаций.

[Сергей Гусев. Краткий экскурс в историю промышленных сетей]

Международный стандарт IEC 61158 “Fieldbus for use in Industrial Control Systems” («Промышленная управляющая сеть для применения в промышленных системах управления») определяет восемь независимых и несовместимых коммуникационных технологий, из которых FOUNDATION Fieldbus H1 и PROFIBUS PA стали в значительной степени преобладающими в различных отраслях промышленности.
Эти промышленные сети соответствуют требованиям стандарта IEC 61158 2, который устанавливает физический уровень так называемых промышленных сетей H1.
Основными требованиями к промышленным сетям H1 являются:
● передача данных и питание устройств нижнего уровня по одной витой паре;
● гибкость при проектировании различных топологий сети;
● совместимость всех полевых приборов;
● взрывобезопасность при установкево взрывоопасных зонах;
● распределение одной инфраструктуры на многочисленные сегменты.

[Виктор Жданкин. Концепция FieldConnex® для промышленных сетей FOUNDATION Fieldbus H1 и PROFIBUS_PA: повышение производительности и снижение затрат. СТА 2/2009]

Термин полевая шина является дословным переводом английского термина fieldbus.
Термин промышленная сеть является более точным переводом и в настоящее время именно он используется в профессиональной технической литературе.

Промышленная сеть — сеть передачи данных, связывающая различные датчики, исполнительные механизмы, промышленные контроллеры и используемая в промышленной автоматизации. Термин употребляется преимущественно в автоматизированной системе управления технологическими процессами (АСУТП).

Устройства используют сеть для:

• передачи данных, между датчиками, контроллерами и исполнительными механизмами;
• диагностики и удалённого конфигурирования датчиков и исполнительных механизмов;
• калибрования датчиков;
• питания датчиков и исполнительных механизмов;
• связи между датчиками, исполнительными механизмами, ПЛК и АСУ ТП верхнего уровня.

В промышленных сетях для передачи данных применяют:

• электрические линии;
• волоконно-оптические линии;
• беспроводную связь (радиомодемы и Wi-Fi).

Промышленные сети могут взаимодействовать с обычными компьютерными сетями, в частности использовать глобальную сеть Internet.

[ Википедия]

Главной функцией полевой шины является обеспечение сетевого взаимодействия между контроллерами и удаленной периферией (например, узлами ввода/вывода). Помимо этого, к полевой шине могут подключаться различные контрольно-измерительные приборы ( Field Devices), снабженные соответствующими сетевыми интерфейсами. Такие устройства часто называют интеллектуальными ( Intelligent Field Devices), так как они поддерживают высокоуровневые протоколы сетевого обмена.

Пример полевой шины представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Полевая шина.

Как уже было отмечено, существует множество стандартов полевых шин, наиболее распространенные из которых приведены ниже:

1. Profibus DP
2. Profibus PA
3. Foundation Fieldbus
4. Modbus RTU
5. HART
6. DeviceNet

Несмотря на нюансы реализации каждого из стандартов (скорость передачи данных, формат кадра, физическая среда), у них есть одна общая черта – используемый алгоритм сетевого обмена данными, основанный на классическом принципе Master-Slave или его небольших модификациях.
Современные полевые шины удовлетворяют строгим техническим требованиям, благодаря чему становится возможной их эксплуатация в тяжелых промышленных условиях. К этим требованиям относятся:

1. Детерминированность. Под этим подразумевается, что передача сообщения из одного узла сети в другой занимает строго фиксированный отрезок времени. Офисные сети, построенные по технологии Ethernet, - это отличный пример недетерминированной сети. Сам алгоритм доступа к разделяемой среде по методу CSMA/CD не определяет время, за которое кадр из одного узла сети будет передан другому, и, строго говоря, нет никаких гарантий, что кадр вообще дойдет до адресата. Для промышленных сетей это недопустимо. Время передачи сообщения должно быть ограничено и в общем случае, с учетом количества узлов, скорости передачи данных и длины сообщений, может быть заранее рассчитано.
2. Поддержка больших расстояний. Это существенное требование, ведь расстояние между объектами управления может порой достигать нескольких километров. Применяемый протокол должен быть ориентирован на использование в сетях большой протяженности.
3. Защита от электромагнитных наводок. Длинные линии в особенности подвержены пагубному влиянию электромагнитных помех, излучаемых различными электрическими агрегатами. Сильные помехи в линии могут исказить передаваемые данные до неузнаваемости. Для защиты от таких помех применяют специальные экранированные кабели, а также оптоволокно, которое, в силу световой природы информационного сигнала, вообще нечувствительно к электромагнитным наводкам. Кроме этого, в промышленных сетях должны использоваться специальные методы цифрового кодирования данных, препятствующие их искажению в процессе передачи или, по крайней мере, позволяющие эффективно детектировать искаженные данные принимающим узлом.
4. Упрочненная механическая конструкция кабелей и соединителей. Здесь тоже нет ничего удивительного, если представить, в каких условиях зачастую приходиться прокладывать коммуникационные линии. Кабели и соединители должны быть прочными, долговечными и приспособленными для использования в самых тяжелых окружающих условиях (в том числе агрессивных атмосферах).

По типу физической среды полевые шины делятся на два типа:

1. Полевые шины, построенные на базе оптоволоконного кабеля.
   Преимущества использования оптоволокна очевидны: возможность построения протяженных коммуникационных линий (протяженностью до 10 км и более); большая полоса пропускания; иммунитет к электромагнитным помехам; возможность прокладки во взрывоопасных зонах.
   Недостатки: относительно высокая стоимость кабеля; сложность физического подключения и соединения кабелей. Эти работы должны выполняться квалифицированными специалистами.
2. Полевые шины, построенные на базе медного кабеля.
   Как правило, это двухпроводной кабель типа “витая пара” со специальной изоляцией и экранированием. Преимущества: удобоваримая цена; легкость прокладки и выполнения физических соединений. Недостатки: подвержен влиянию электромагнитных наводок; ограниченная протяженность кабельных линий; меньшая по сравнению с оптоволокном полоса пропускания.

Итак, перейдем к рассмотрению методов обеспечения отказоустойчивости коммуникационных сетей, применяемых на полевом уровне. При проектировании и реализации этот аспект становится ключевым, так как в большой степени определяет характеристики надежности всей системы управления в целом.

На рисунке 2 изображена базовая архитектура полевой шины – одиночная (нерезервированная). Шина связывает контроллер С1 и четыре узла ввода/вывода IO1-IO4. Очевидно, что такая архитектура наименее отказоустойчива, так как обрыв шины, в зависимости от его локализации, ведет к потере коммуникации с одним, несколькими или всеми узлами шины. В нашем случае в результате обрыва теряется связь с двумя узлами.

Рис. 2. Нерезервированная шина.

Здесь важное значение имеет термин “единичная точка отказа” (SPOF, single point of failure). Под этим понимается место в системе, отказ компонента или обрыв связи в котором приводит к нарушению работы всей системы. На рисунке 2 единичная точка отказа обозначена красным крестиком.

На рисунке 3 показана конфигурация в виде дублированной полевой шины, связывающей резервированный контроллер с узлами ввода/вывода. Каждый узел ввода/вывода снабжен двумя интерфейсными модулями. Если не считать сами модули ввода/вывода, которые резервируются редко, в данной конфигурации единичной точки отказа нет.

Рис. 3. Резервированная шина.

Вообще, при построении отказоустойчивых АСУ ТП стараются, чтобы единичный отказ в любом компоненте (линии связи) не влиял на работу всей системы. В этом плане конфигурация в виде дублированной полевой шины является наиболее распространенным техническим решением.

На рисунке 4 показана конфигурация в виде оптоволоконного кольца. Контроллер и узлы ввода/вывода подключены к кольцу с помощью резервированных медных сегментов. Для состыковки медных сегментов сети с оптоволоконными применяются специальные конверторы среды передачи данных “медь<->оптоволокно” (OLM, Optical Link Module). Для каждого из стандартных протоколов можно выбрать соответствующий OLM.

Рис. 4. Одинарное оптоволоконное кольцо.

Как и дублированная шина, оптоволоконное кольцо устойчиво к возникновению одного обрыва в любом его месте. Система такой обрыв вообще не заметит, и переключение на резервные интерфейсные и коммуникационные модули не произойдет. Более того, обрыв одного из двух медных сегментов, соединяющих узел с оптоволоконным кольцом, не приведет к потере связи с этим узлом. Однако второй обрыв кольца может привести к неработоспособности системы. В общем случае два обрыва кольца в диаметрально противоположных точках ведут к потере коммуникации с половиной подключенных узлов.

На рисунке 5 изображена конфигурация с двойным оптическим кольцом. В случае если в результате образования двух точек обрыва первичное кольцо выходит из строя, система переключается на вторичное кольцо. Очевидно, что такая архитектура сети является наиболее отказоустойчивой. На рисунке 5 пошагово изображен процесс деградации сети. Обратите внимание, сколько отказов система может перенести до того, как выйдет из строя.

Рис. 5. Резервированное оптоволоконное кольцо.

[ http://kazanets.narod.ru/NT_PART1.htm]

Тематики

• автоматизированные системы

Синонимы

• промышленная сеть
• промышленная управляющая сеть

EN

• field bus
• fieldbus