нн. вопросы заказ. Автоматизация газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом компрессорных станций магистральных газопроводов
 Скачать 2.14 Mb.
|
|
Мосты и коммутаторы в сетях передачи данных. Мосты и коммутаторы – это устройства коммуникации данных, которые работают принципиально на Уровне 2 эталонной модели OSI. Как таковые, они в целом относятся к устройствам канального уровня. Мосты стали коммерчески доступны в начале 1980-х. На момент их введения мосты соединяли и позволяли пересылку пакетов между гомогенными сетями. В более недавние времена наведение мостов между различными сетями было также определено и стандартизировано. Маршрутизаторы в сетях передачи данных. Маршрутизатор – это устройство пакетной сети передачи данных, предназначенное для объединения сегментов сети и ее элементов и служит для передачи пакетов между ними на основе каких-либо правил. Маршрутизаторы работают на сетевом (третьем) уровне модели OSI в качестве узловых устройств для различных технологий: IP, ATM, Frame Relay 5. Топологии сетей передачи данных. В чем отличие физической и логической топологии? Сетевая топология — это расположение элементов (звеньев, узлов и т.д.) сети связи. Сетевая топология может использоваться для определения или описания расположения различных типов телекоммуникационных сетей, включая командные и управляющие радиосети, промышленные полевые шины и компьютерные сети. физическая топология — это как наша сеть выглядит. Где находятся узлы, какие сетевые промежуточные устройства используются и где они стоят, какие сетевые кабели используются, как они протянуты и в какой порт воткнуты. Логическая топология — это каким путем будут идти пакеты в нашей физической топологии. То есть физическая — это как мы расположили устройства, а логическая — это через какие устройства будут проходить пакеты. Локальная сеть Ethernet семейство технологий пакетной передачи данных между устройствами для компьютерных и промышленных сетей. Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3[2]. Ethernet стал одной из самых распространённых технологий ЛВС в середине 1990-х годов, вытеснив такие устаревшие технологии, как Token Ring, FDDI и ARCNET. Название «Ethernet» (буквально «эфирная сеть» или «среда сети») отражает первоначальный принцип работы этой технологии: всё, передаваемое одним узлом, одновременно принимается всеми остальными (то есть имеется некое сходство с радиовещанием). В настоящее время практически всегда подключение происходит через коммутаторы (switch), так что кадры, отправляемые одним узлом, доходят лишь до адресата (исключение составляют передачи на широковещательный адрес) — это повышает скорость работы и безопасность сети. 7. Обеспечение качества обслуживания информации (QoS) в сетях. Обеспечение качества обслуживания (QoS) — инструмент, с помощью которого назначают приоритеты для различных видов трафика, а с помощью систем DPI даже для определенных приложений, деля между ними полосу пропускания в разных пропорциях. Правильная настройка правил QoS гарантирует непрерывное проигрывание онлайн-видео в то время, как загружается большой файл или быстрый веб-браузинг пока ОС обновляется в фоновом режиме. 8. Беспроводные технологии в промышленной автоматизации. Одна из основных причин, по которой предприятие решается на внедрение беспроводных технологий и интернета вещей, заключается в том, что руководители производства стремятся к оптимальной эксплуатации оборудования, а простои часто связаны с высокими затратами. Однако, в отличие от проводного решения, в случае с беспроводными приложениями достаточно сложно физически отследить связь с машиной, возможная ошибка быстро становится проблемой. Две ведущие технологии (IO-Link Wireless и 5G) имеют свое обоснование и охватывают различные области применения. Как показывают пирамиды автоматизации, они также касаются самых разных участников технологического процесса. Одним из неоспоримых плюсов современных беспроводных систем является относительная простота в устранении неполадок связи. Например, могут возникать коллизии пакетов с соответствующей информацией из других пакетов в той же полосе частот и экранирование / отражение участников соседними компонентами. В обоих случаях это приводит к обрыву связи, который всего через несколько миллисекунд приводит к сбою управления и, в конечном итоге, к отключению системы. В прошлом такие проблемы было трудно предотвратить с помощью существующих, часто запатентованных, беспроводных технологий, которые, в свою очередь, серьезно препятствовали появлению беспроводных компонентов в промышленной автоматизации. На данный момент необходимость внедрения беспроводных приложений в промышленности становится все отчетливее. В этом случае требуются промышленные стандарты, которые предлагают пользователям гибкость, разнообразие и масштабируемость. Существующие беспроводные сети, однако, все еще не на все 100 процентов соответствуют требованиям, касающимся надежности, усилий по установке, а также физических размеров, поэтому они все еще используются довольно редко. 9. Среды передачи данных. Витая пара, оптоволокно, радиоволны в инфракрасном и микроволновом диапазонах. физическая субстанция, по которой происходит передача (перенос) той или иной информации (данных) от источника (передатчика, отправителя) к приёмнику (получателю). Информация переносится с помощью сигналов. Сигналы могут иметь различную природу: электрическую (электроны по меди, заряженные ионы); механическую (звуковые волны по воздуху, сейсмические волны в грунте); электромеханическую; электромагнитную (радиоволны по воздуху, в безвоздушном пространстве или в грунте); оптическую (свет лазера по оптоволокну). Среда передачи может быть естественной или искусственной. Среда передачи данных является составной частью канала связи. Витая пара Кабель, представляющий из себя одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой и покрытых пластиковой оболочкой. Стандарт, регламентирующий требования к витой паре (и оптоволокну тоже) - ISO/IEC 11801-1 - Generic cabling requirements for twisted-pair and optical fiber cables ISO/IEC TR 11801-99-1 - техническая рекомендация к категории 8 (8.1 / 8.2) витой пары TIA-568-C.2-1 - стандарт на витую пару категории 8 IEEE 802.3 - стандарт, определяющий технологии проводной передачи данных через Ethernet Категории витой пары: 1 - самая старая категория, применяемая (раньше) в телефонных линиях и старых модемных линиях, содержит 1 пару проводов, полоса частот - 0,1 МГц 2 - 2 пары проводников, иногда встречается в телефонных сетях, поддерживает передачу данных на скорости до 4 Мбит/с, полоса частот - 1 МГц 3 - 4 пары, в отличие от двух предыдущих соответствует стандарту IEEE 802.3, использовался для создания локальных сетей, сейчас используется для телефонных линий, поддерживает передачу данных на скорости до 10 Мбит/c, полоса частот - 16 МГц 4 - 4 пары, 20 МГц полоса частот, использовался для token ring сетей, сейчас не используется, до 64 Мбит/с 5 - 4-парный кабель, используется при построении локальных сетей 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T и для прокладки телефонных линий, поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар, полоса частот - 100 МГц 5e - улучшенная версия 5 категории, используется для построения компьютерных сетей, полоса частот - 125 МГц, иногда встречается в виде 2-парного кабеля 6 - состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10 Гбит/с на расстояние до 55 м, полоса частот - 250 МГц, неэкранированный 6A - улучшенная версия 6 категории, позволяет передавать данные на скорости до 10 Гбит/с на расстояние до 100 м, полоса частот - 500 МГц, экранированный (общий экран, либо экраны вокруг каждой пары (F/UTP или U/FTP)) 7 - данный кабель имеет общий экран И экраны вокруг каждой пары (F/FTP или S/FTP), до 10 Гбит/с, полоса частот - 600 МГц, присутствует только в стандарте ISO 11801 7A - кабель категории 7 с более широкой полосой частот (также до 10 Гбит/с) 8.1 - кабель с поддержкой категории 6A, передача данных до 40 Гбит/с, полоса частот - 1600-2000 МГц, F/UTP или U/FTP 8.2 - кабель с поддержкой категории 7A, аналогичен 8.1, но использует экранирование F/FTP или S/FTP Оптоволоконный кабель кабель на основе волоконных светодиодов, предназначенный для передачи оптических сигналов в линиях связи. Оптико-волоконные кабели различают: по материалу волокна: GOF-кабель (англ. glass optic fiber cable); POF-кабель (англ. plastic optic fiber cable); по месту монтажа: для наружного монтажа (в грунт, на воздухе, под водой); для внутреннего монтажа (внутри дата-центров); по условиям прокладки: для подвеса (кабель с кевларом или тросиком); для подвеса на опорах ЛЭП (кабель с защитой от молний); для укладки в грунт (кабель с бронёй из железных проволочек); для прокладки в кабельной канализации (кабель с бронёй из гофрированного металла); для прокладки под водой (многослойный кабель). Вопросы по дисциплине «Диагностика и надежность автоматизированных систем» Комплексные показатели надежности. К комплексным показателям надёжности относятся коэффициенты: готовности, оперативной готовности, технического использования и сохранения эффективности. Все комплексные показатели описывают надёжность восстанавливаемых объектов. 2. Показатели надежности сложных объектов. Последовательное соединение элементов. Отличительными чертами сложных систем является: -многоканальность-наличие нескольких каналов, каждый из которых выполняет определенную функцию, частную по отношению к общей задаче системы. -много связность – большое кол-во функциональных связей между эл-ми системы. -наличие вспомогательных и дублирующих устройств. Системой с последовательным соединением элементов называется система, в которой отказ любого элемента приводит к отказу всей системы. В системе с последовательным соединением для безотказной работы в течении некоторой наработки необходимо и достаточно, чтобы каждый из ее n элементов работал безотказно в течении этой наработки. Считая отказы элементов независимыми, вероятность одновременной безотказной работы n элементов определяется по теореме умножения вероятностей: вероятность совместного появления независимых событий равна произведению вероятностей этих событий:  Соответственно, вероятность отказа такой ТС  Даже при высокой надежности элементов надежность системы при последовательном соединении оказывается тем более низкой, чем больше число элементов. Кроме того, поскольку все сомножители в правой части выражения не превышают единицы, вероятность безотказной работы ТС при последовательном соединении не может быть выше вероятности безотказной работы самого ненадежного из ее элементов и из малонадежных элементов нельзя создать высоконадежной ТС с последовательным соединением. Интенсивность отказов системы при последовательном соединении эл-в и простейшем потоке отказов равна сумме интенсивностей отказов эл-в. Тогда для системы из nравнонадежных эл-в=n,T=Ti/n, т.е. интенсивность отказов в n раз больше, а средняя наработка в n раз меньше, чем у отдельного элемента. 3. Показатели надежности сложных объектов. Параллельное соединение элементов. Сложные системы состоят из более простых объектов (элементов). В зависимости от характера влияния надежности элементов на надежность системы в целом различают два типа соединений элементов — основное (последовательное) и параллельное. Под последовательным соединением с точки зрения надежности понимают такое, при котором отказ любого элемента приводит к отказу системы в целом. Под параллельным соединением понимают такое, при котором отказ системы наступает только при отказе всех ее элементов (отказ не наступает, если работоспособен хотя бы один элемент). Параллельное соединение электрических элементов – это такое соединение, при котором ко всем элементам цепи приложено одно и то же напряжение. При этом через каждый элемент такой цепи протекает ток, зависящий от сопротивления этого элемента. Эта цепь – разветвленная, причем каждый параллельно включенный элемент образует отдельную ветвь. Классификация методов резервирования. Для сложных систем возможны 2 пути повыш над-ти: повышение надежности элем и изменение структ схемы. Изменение структуры понимается как введение в ТС дополнительных, избыточных элементов, включающихся в работу при отказе основных. Применение дополнительных средств и возможностей с целью сохранения работоспособного состояния объекта при отказе одного или нескольких его элементов называется резервированием. Выделяют несколько видов резервирования (временное, информационное, функциональное и др.). для анализа структурной надежности ТС интерес представляет структурное резервирование- введение в структуру объекта дополнительных элементов, выполняющих функции основных элементов в случае их отказа. Классификация различных способов структурного резервирования осуществляется по следующим признакам: 1) по схеме включения резерва: - общее резервирование, при котором резервируется объект в целом; - раздельное резервирование, при котором резервируются отдельные элементы или их группы; - смешанное резервирование, при котором различные виды резервирования сочетаются в одном объекте; 2) по способу включения резерва: - постоянное резервирование, без перестройки структуры объекта при возникновении отказа его элемента; - динамическое резервирование, при котором при отказе элемента происходит перестройка структуры схемы. В свою очередь подразделяется на: а) резервирование замещением, при котором функции основного элемента передаются резервному только после отказа основного; б) скользящее резервирование, при котором несколько основных элементов резервируется одним или несколькими резервными, каждый из которых может заменить любой основной (те. группы основных и резервных элементов идентичны). 3) по состоянию резерва: - нагруженное резервирование, при котором резервные элементы (или один из них) находятся в режиме основного элемента; - облегченное резервирование, при котором резервные элементы (по крайней мере один из них) находятся в менее нагруженном режиме по сравнению с основными; - ненагруж резерв, при котором резер элем до начала выполн ими функций наход в ненагруж режиме. 5. Расчёт надёжности системы с постоянным общим резервированием. При постоянном резервировании резервные элементы 1,2,…..,m соединены паралельно с основным (рабочим) элементом в течении всего периода работы системы. Все элементы соединены постоянно, перестройка схемы при отказах не происходит, отказавший элемент не отключается. О  пределим вероятность отказа системы.  Вероятность безотказной работы системы.  Будем называть элементы системы равнонадёжными, если  .Для равнонадёжных элементов имеем При экспоненциальном законе надёжности отдельных элементов имеем  Определим среднее время безотказной работы резервированной системы  6Расчёт надёжности системы с постоянным поэлементным резервированием. При поэлементном резервировании резервируются отдельно элементы системы. Э      10 Э20 Эi0 Эn0Э 11 Э21 Эi1 Эn1…  …………………………………………………………Э  1j Э2j Эij Эnj…………………………………………………………… Э 1m Э2m Эim Эnm1     -я группа 2-я группа i - я группа n - я группаОпределим количественные характеристики надёжности системы. Введём обозначения:  i = 1, 2, ……..,n - вероятность безотказной работы элемента Эio на интервале времени (0, t); j = 1, 2, ……..,m; i = 1, 2, …….,n - вероятность безотказной работы элемента Эij на интервале времени (0, t).Запишем вероятность отказа i - й группы. Имеем  i = 1, 2, …….,n.Запишем вероятность безотказной работы i - ой группы. Имеем  Запишем вероятность безотказной работы системы с поэлементным резервированием  и     ли  Для равнонадёжных элементов системы имеем:   |