ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 14

1. Особенности технологического объекта управления (ТОУ).
2. Работа протоколов локальной сети.

1. Особенности технологического объекта управления (ТОУ)

Технологический объект управления (ТОУ) — это объект, процессы работы которого необходимо контролировать, управлять ими или оптимизировать с помощью автоматизированных или полуавтоматизированных систем. Обычно ТОУ включают в себя совокупность оборудования, устройств, технологий и программного обеспечения, обеспечивающих эффективное функционирование какого-либо производственного процесса. Примеры таких объектов — это электростанции, производственные линии, системы водоснабжения и отопления, системы транспортировки и распределения газа и другие.

Особенности ТОУ заключаются в нескольких аспектах:

• Автоматизация процессов: ТОУ часто требуют автоматизации для обеспечения надежности, точности и скорости работы. В таких объектах могут применяться различные системы автоматического контроля, датчики, исполнительные механизмы, контроллеры и программируемые логические контроллеры (ПЛК).

• Цикличность процессов: На технологических объектах обычно существует цикличность процессов, например, в производстве или в обработке данных. Управление этими процессами требует точности и устойчивости в работе системы управления.

• Многозадачность и взаимодействие различных подсистем: ТОУ могут включать несколько подсистем, каждая из которых может работать независимо, но при этом их взаимодействие должно быть оптимизировано для достижения общего результата. Например, в энергосистемах — это генерация, передача, распределение энергии и управление ее потреблением.

• Устойчивость к внешним воздействиям: Технологические объекты часто подвергаются внешним воздействиям (например, изменение температуры, давления, условий окружающей среды), поэтому системы управления должны быть достаточно гибкими и устойчивыми к изменениям в условиях работы.

• Качество и безопасность: Важнейшей задачей является обеспечение качества работы и безопасности эксплуатации объекта. Ошибки в системе управления могут привести к серьезным авариям и повреждениям, а также создать угрозу для здоровья и жизни людей.

• Реальное время и мониторинг: Многие ТОУ требуют работы в реальном времени, где данные о текущем состоянии объекта постоянно собираются и анализируются, а затем передаются в систему управления для принятия решений. Такие системы должны оперативно реагировать на изменения в процессе.

2. Работа протоколов локальной сети

Протоколы локальной сети — это совокупность правил и стандартов, которые регулируют обмен данными между компьютерами и другими устройствами внутри ограниченной сети (например, в пределах одного здания или кампуса). Они обеспечивают эффективную и безопасную передачу информации, взаимодействие различных устройств и совместную работу приложений. Рассмотрим основные особенности работы таких протоколов:

• Ethernet (IEEE 802.3): Наиболее распространенный протокол для локальных сетей. Он использует принцип передачи данных по физическому каналу с разделением на кадры, а также применяет метод CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), чтобы предотвратить столкновение пакетов на физическом канале связи. Ethernet работает на канальном уровне модели OSI и может использовать различные виды кабелей (медные витые пары, оптоволоконные линии).

• Wi-Fi (IEEE 802.11): Беспроводной протокол, который позволяет устройствам подключаться к локальной сети без использования проводов. Wi-Fi работает на физическом уровне и канальном уровне модели OSI, и поддерживает различные частотные диапазоны и скорости передачи данных в зависимости от версии стандарта (например, Wi-Fi 4, Wi-Fi 5, Wi-Fi 6).

• TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): Это набор протоколов, который используется для передачи данных через сеть. Он охватывает несколько уровней модели OSI, в том числе транспортный (TCP) и сетевой (IP). В локальных сетях чаще всего используется IPv4 или более современный IPv6. TCP/IP обеспечивает надежность передачи данных, управление потоком, контроль ошибок, маршрутизацию и многие другие важные функции.

• ARP (Address Resolution Protocol): Протокол разрешения адресов используется для того, чтобы сопоставить логические (IP) адреса с физическими (MAC) адресами устройств в сети. Это позволяет устройствам в сети эффективно обмениваться данными, зная физический адрес, к которому нужно направить информацию.

• DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Этот протокол используется для автоматического назначения IP-адресов устройствам в локальной сети. Когда устройство подключается к сети, DHCP-сервер автоматически назначает ему уникальный IP-адрес, а также другие параметры, такие как маска подсети и адрес шлюза.

• DNS (Domain Name System): Протокол, который переводит доменные имена (например, "google.com") в IP-адреса, что позволяет устройствам находить друг друга в сети. В локальных сетях часто используется собственный DNS-сервер для разрешения имен внутри сети.

• HTTP/HTTPS: Протоколы для передачи гипертекста, которые используются для взаимодействия с веб-ресурсами через локальную сеть или интернет. HTTPS — это защищенная версия HTTP, которая использует шифрование для защиты данных.

• SMB (Server Message Block): Протокол для обмена файлами и принтерами между устройствами в сети. Он используется, например, в Windows-сетях для совместного использования ресурсов.

Работа этих протоколов в локальной сети заключается в том, чтобы устройства могли обмениваться данными, обеспечивая стабильную и эффективную работу всех приложений и сервисов. Также важно, чтобы протоколы обеспечивали безопасность сети, контролировали доступ и защищали от внешних угроз, таких как вирусы и несанкционированный доступ.