بایستی تجهیزات ارتباطی و ملاحظات طراحی برای یک سیستم اتوماسیون بررسی شود.

تعیین استراتژی کلی مهمترین قدم در طراحی شبکه ارتباطی است. سیستم اتوماسیونی که از شبکه ارتباطی استفاده خواهد کرد بایستی بررسی شده و اهداف شبکه ارتباطی آن احراز شود.

موارد اصلی که در طراحی یک شبکه باید لحاظ شوند عبارتند از : هزینه , کارایی , قابلیت اعتماد و در دسترس بودن ,‌سرویس یا عملکرد شبکه , تحمل پذیری محیط , وسیله انتقال ,‌قابلیت توسعه , نگهداری و امنیت.

هزینه

COST :هزینه شبکه کردن به دو هزینه اولیه و اجرائی تقسیم می شود. هزینه اولیه شامل: خریداری نرم افزار ,‌سخت افزار ,‌طراحی ,‌نصب و شروع بکار است و هزینه اجرائی , نگهداری سخت افزار و نرم افزار ,‌پرداخت دستمزد و هزینه های عیب یابی شبکه ,‌توسعه و تنظیم تغییرات شبکه می باشد.

عملکرد(کارایی)

Performance :عملکرد مناسب در یک شبکه ضروری است و بدون آن فعالیتهای ارتباطی نرمال مختل می شود و برنامه های کنترل پردازش , مدام درخواست اجرای محاسبه کرده و مدار تولید دچار مشکل می شود.

در یک برنامه ریزی موثر بایستی حداقل یک برآورد از درخواستهای اجرائی داشته باشیم. بارگزاری و سرعت شبکه فاکتورهای اصلی در تجزیه و تحلیل عملکرد شبکه هستند. تحلیل و تعریف برنامه های شبکه همچنین عملکرد و تعیین ترافیک ارتباطات نیز از موارد مهم هستند.

عوامل تعیین کننده عملکرد شبکه های ارتباطی عبارتند از:

۱ -

Transmission Speed: سرعت انتقال شبکه (میزان انتقال بیتهای اطلاعاتی برروی کابل شبکه است).۲ -

Response Time: زمان پاسخ, زمانی است که صرف پاسخ به عمل اجرائی یک کاربر یا برنامه هایی که درخواستی را ارسال می کنند می شود. همچنین شامل زمانی است که سیستم های دریافت و ارسال کننده صرف پردازش درخواست و پیغام پاسخ می کنند همچنین زمانی که صرف تاخیر انتقال اطلاعات در شبکه می شود.۳ -

Utilization: ابزار Bandwidth به استفاده از حداکثر ظرفیت (پهنای باند) اشاره دارد و معمولا“ بصورت نمودار نشان داده می شود. در ارتباط با حداکثر ظرفیت شبکه ارتباطی اصول واضحی وجود ندارد.۴ -

Throughput: توان عملیاتی یک شبکه ارتباطی, نسبت تعداد بیتهای اطلاعاتی به واحد زمان جهت انتقال است.

قابلیت اعتماد و در دسترس بودن

Reliability Or Availability

قابلیت اعتماد یک وسیله یعنی احتمال اینکه یک وسیله مطابق با ویژگیهایش در یک دوره زمانی عمل خواهد کرد. و طریقه معمول تعیین قابلیت اعتماد یک وسیله

MTBF نامیده می شود (Mean Time Between Failure).قابلیت دسترسی یک وسیله ‌مدت زمانی است که انتظار می رود وسیله در این مدت عملکرد کاملی داشته باشد. قابلیت دسترسی می تواند توسط

MTBF و MTTR(Mean Time To Repair a Fault ) نشان داده شود.

AvailabilityA= MTBF

MTBF+MTTR

دست یافتن به بالاترین قابلیت دسترسی یک شبکه ارتباطی با تشخیص و رفع بموقع خطاها امکان پذیر است بنحوی که طراح شبکه بتواند در صورت بروز سیگنالهای خطا در قسمتی از شبکه بلافاصله خطوط و یا دستگاههای پشتیبان را برای نقاط بحرانی جایگزین کند.

برای بالا بردن قابلیت دسترسی یک شبکه ارتباطی یکی از قواعد زیر را می توان بکار برد:

۱ – پردازشهای حساس بایستی در زیر شبکه هایی قرار گیرند که حتی در صورت خرابی کانال اصلی شبکه بتوانند مستقلا“ اجرا شوند. بعنوان مثال پردازشهای خط تولید که توسط یک کنترل کننده در سطح

Cell بازبینی(monitoring) می شوند می توانند بدون وقفه و حتی طولانی تر از کنترل کننده ای که برق سیستم را بازبینی می کند ادامه یابند.۲ – پیکربندی شبکه بایستی ساده باشد. ‌زیرا وسعت زیاد ,‌پیچیدگی زیاد شبکه و تکنولوژی می تواند مشکل ساز باشد.

۳ – تا جایی که ممکن است دستگاهها با بالاترین قابلیت بکار گرفته شوند.

سرویس یا عملیات شبکه

:Service Or Network Functionality

طراح شبکه در هر لحظه باید بداند چه قسمتی از اطلاعات شبکه و چه عملیاتی برای رسیدن اطلاعات به مقصد مورد نیاز است.

عملیات لازم در شبکه های ارتباطی صنعتی می تواند شامل موارد زیر باشد: انتقال فایل – ارتباط ایستگاهای مختلف به یکدیگر –

download یا upload کردن مجموعه ای از اطلاعات – احضار برنامه – ارسال و دریافت اطلاعات – پشتیبانی برنامه های توزیع شده.

تحمل پذیری محیط

Tolerance For Environment:شبکه های ارتباطی صنعتی اغلب در نواحی مضر پیاده می شوند و می توانند در معرض نویزهای ناخواسته قرار گیرند. بنابراین شبکه های ارتباطی برای سیستم های اتوماسیون صنعتی بایستی در برابر امواج الکترومغناطیسی

(EMI) و تداخل فرکانسهای رادیویی همچنین هوای آلوده , حرارت بالا و تغییرات آب و هوا مقاوم طراحی شوند .پیاده سازی شبکه در یک محیط صنعتی با

EMI بالا ممکن است خرابی Packet های اطلاعاتی , تداخل در‌بارگزاری برنامه ها و در نهایت کاهش توان عملیاتی شبکه را بدنبال داشته باشد.

وسیله فیزیکی انتقال

Physical Media :انتخاب مناسب وسیله فیزیکی انتقال یک تکنیک و یک تصمیم گیری مهم اقتصادی است زیرا پایداری یک شبکه ارتباطی به پایداری تجهیزات فیزیکی آن بستگی دارد.

قابلیت توسعه

Expandability :شبکه های اندکی هستند که می توانند در برابر سرعت رو به رشد تکنولوژی و‌نیازهای کاری, پایدار باقی بمانند . لذا طراح شبکه باید همیشه یک فاکتور قابل انعطاف برای رشد داشته باشد.

نگهداری

Maintenance :همه شبکه ها باید نگهداری و سرویس شوند. یک طراح خوب بایستی نگهداری پیش گیرانه , به روز و ساختار بندی شده ای بدون وقفه عملیاتی از شبکه داشته باشد .

امنیت

Security :اهداف اصلی از اقدامات متقابل در برابر حمله به امنیت شبکه عبارتند از :

-

به حداقل رساندن احتمال حمله توسط تهیه روشها و دستگاههای حفاظتی .

-

مشخص کردن هر تجاوزی با سرعت ممکن.

-

توانائی مشخص کردن اطلاعاتی که ممکن است موضوع حمله باشند و تعیین اطلاعات کنترلی و وضعیت ها برای نجات یافتن از حمله.

۲-۲ ملزومات ارتباطی سیستم های اتوماسیون صنعتی :

ملزومات ارتباط ممکن است به سطح سلسله مراتبی سیستم های اتوماسیون صنعتی که در بخش ۲٫۱ گفته شد وابسته باشد. این بخش راجع به ملزومات ارتباطی سطح فیلد و سطح

Cell نمودار سلسله مراتبی توضیح می دهد.

ارتباطات سطح فیلد :

در این سطح برای تبادل اطلاعات از سنسورهای ویژه و محرکهایی که روی آن سنسورها به تجهیزات کنترلی مجهز هستند استفاده می شود.

ملزومات ارتباطی در این سطح عبارتند از :

۱ – زمانهای پاسخ خیلی کوتاه :‌برای مدار کنترلی سریع و سیستمهای ایمنی زمانهای پاسخ در حد میکرو تا میلی ثانیه لازمند.

۲ – تحمل پذیری در برابر محیطهای شلوغ : دستگاههای سطح فیلد معمولا“ در محیطهای مضر پیاده می شوند در نتیجه پوشش حفاظتی یا سطح ایمنی احتیاج دارند.

۳ – فاصله زیاد : اتصال دستگاهها در فاصله های دور جهت عملیات راه دور باید ممکن باشد مانند: ایستگاههای پمپاژ.

۴- قدرت توزیع : قدرت ( تغذیه) بطور نرمال برروی دو کابل سیمی جهت دستگاههای این سطح توزیع شده . این تغذیه از سایر تغذیه های محیط جداست و در مواقع ضروری پشتیبان دارد.