Arvutivõrkude tehnoloogia kiire arenguga on võrgusuhtlus muutunud kaasaegsete tööstusautomaatika juhtimissüsteemide asendamatuks osaks. Arvukate võrgusideprotokollide hulgas on tööstusautomaatika valdkonnas laialdast rakendust leidnud edastusjuhtimisprotokoll (TCP), Interneti-protokoll (IP) ja avatud platvormi suhtlus (OPC). See artikkel sisaldab TCP/IP ja OPC protokollide üksikasjalikku tehnilist analüüsi ning uurib nende eeliseid ja piiranguid praktilistes rakendustes.
I. TCP/IP-protokoll
1.1 TCP/IP-protokolli tutvustus
TCP/IP-protokoll on Interneti põhiprotokoll ja koosneb kahest komponendist: edastusjuhtimisprotokollist (TCP) ja Interneti-protokollist (IP). TCP vastutab usaldusväärse ühenduse loomise eest andmete saatja ja vastuvõtja vahel, tagades usaldusväärse andmeedastuse; IP seevastu vastutab andmepakettide edastamise eest lähteaadressilt sihtaadressile. TCP/IP-protokoll on ühendusele -orienteeritud, usaldusväärne, baidi-voo-põhine transpordikihi sideprotokoll, mida kasutatakse laialdaselt kohtvõrkudes (LAN), laivõrkudes (WAN) ja Internetis.
1.2 Kuidas TCP/IP protokoll töötab
TCP/IP-protokolli töö võib jagada järgmisteks sammudeks.
(1) Andmete kapseldamine: kui rakendus peab andmeid saatma, kapseldab see esmalt andmed TCP-segmenti, mis seejärel edastatakse IP-datagrammina.
(2) Marsruutimine: edastamise ajal peavad IP-andmegrammid edastamiseks läbima mitu ruuterit. Ruuterid valivad edastamiseks sobiva marsruudi IP-datagrammi sihtkoha aadressi alusel.
(3) Andmeedastus: edastamise ajal kontrollivad TCP segmendid selliseid välju nagu järjekorranumbrid ja kinnitusnumbrid, et tagada usaldusväärne andmeedastus.
(4) Andmete kapseldamine: kui andmed saabuvad sihtaadressile, ekstraheeritakse esmalt IP-datagrammist TCP segment ja seejärel eraldatakse TCP segmendist algandmed.
1.3 TCP/IP-protokolli eelised ja piirangud
TCP/IP-protokolli eelised kajastuvad peamiselt järgmistes aspektides:
(1) Mitmekülgsus: TCP/IP-protokoll on universaalne võrgusuhtlusprotokoll, mida saab rakendada erinevates võrgukeskkondades.
(2) Usaldusväärsus: TCP/IP-protokoll pakub usaldusväärset andmeedastusmehhanismi, mis tagab andmete täpse ja vigadeta edastamise sihtkohta.
(3) Paindlikkus: TCP/IP-protokoll toetab mitut võrgutopoloogiat ja seda saab vastavalt tegelikele vajadustele paindlikult konfigureerida.
Kuid TCP/IP-protokollil on ka teatud piirangud:
(1) Reaalajas{1}}võimalused: kuna TCP/IP-protokoll kasutab ühendusele orienteeritud sidemeetodit, on sellel reaalajas toimimisel teatud piirangud.
(2) Ribalaiuse kasutamine: usaldusväärse andmeedastuse tagamiseks kasutab TCP/IP-protokoll teatud liiasusmehhanisme, mille tulemuseks võib olla ribalaiuse kasutamise vähenemine.
II. OPC protokoll
2.1 OPC protokolli tutvustus
OPC (Open Platform Communication) protokoll on tööstusautomaatika juhtimissüsteemides kasutatav sideprotokoll. See on mõeldud eelkõige andmevahetuse ja teabe jagamise hõlbustamiseks erinevate seadmete vahel. OPC-protokoll põhineb Microsofti COM/DCOM-tehnoloogial ja kasutab seadmetevahelise suhtluse võimaldamiseks vahevara.
2.2 Kuidas OPC protokoll töötab
OPC-protokolli töö võib jagada järgmisteks sammudeks:
(1) Looge OPC-server: Esiteks tuleb tööstusautomaatika juhtimissüsteemis luua OPC-server, et salvestada ja hallata seadme andmeid.
(2) OPC-serveri konfigureerimine: OPC-serveri konfigureerimine, sealhulgas seadmete lisamine ja seadme parameetrite seadistamine.
(3) OPC-kliendi loomine: rakenduses luuakse OPC-klient, mis vajab juurdepääsu seadme andmetele ja mis toimib OPC-serveriga suhtlemise liidesena.
(4) Seadme andmete lugemine: seadme andmed hangitakse OPC-serverist OPC-kliendi kaudu ja neid töödeldakse vastavalt.
2.3 OPC-protokolli eelised ja piirangud
OPC-protokolli eelised kajastuvad peamiselt järgmistes aspektides:
(1) Integreerimise lihtsus: COM/DCOM-tehnoloogial põhineva OPC-protokolli saab hõlpsasti integreerida erinevate rakendustega.
(2) Reaalajas{1}}võimalused: OPC-protokoll võimaldab seadmeandmete reaalajas{2}vahetust, mis vastab tööstusautomaatika juhtimissüsteemide reaalajas-nõuetele.
(3) Koostalitlusvõime: OPC-protokoll võtab kasutusele ühtse standardi, mis võimaldab koostalitlusvõimet erinevate seadmete vahel.