Діджиталізація аграрного виробництва

зображення_2026-09-06_145206727

Навчальна дисципліна «Діджиталізація професійної діяльності» спрямована на вивчення теоретичних основ впровадження і використання цифрових технологій у агропромисловому комплексі.

Під час вивчення дисципліни студенти отримують вміння правильно інтегрувати можливості практичного використання у менеджмент сільськогосподарських підприємств й оцінювати їх. Студенти ознайомлюються з основними принципами роботи сучасних інформаційно-комунікативних технологій та можливостями їхнього використання в сільському господарстві відповідно до своєї спеціалізації і набувають вмінь та навичок такого використання.

Вони опановують засади програмування прикладних додатків та сенсорного програмування для використання в конкретних галузях, в стані розробляти концепції створення цифрових мереж для окремих галузей сільськогосподарського виробництва. Вони усвідомлюють принципи роботи найважливіших цифрових прикладних додатків у тваринництві й рослинництві, а також систем менеджменту аграрними господарствами, вміють працювати з ними і навчати цьому інших.

Студенти повинні знати головні вимоги сільського господарства до сільськогосподарської техніки з високим рівнем автоматизації та її компонентів, а також можуть оцінити можливості використання окремих технічних різновидів с/г машин і техніки. Студенти повинні вміти описати й оптимізувати загальні процеси обробки даних та інформаційного потоку даних, а також правильно визначити їхнє місце і значення.

Мета вивчення дисципліни «Діджиталізація професійної діяльності» полягає у ознайомленні з сутністю інформаційних систем та цифрових технологій, методами діджиталізації сільськогосподарського виробництва, визначення особливостей впровадження інформаційних систем, опанування системою теоретичних знань, умінь та практичних навичок в галузі оптимізації і діджиталізації інформаційних процесів у сільському господарстві.

Основні завдання навчальної дисципліни:

  • засвоїти теоретичні основи діджиталізації процесів агропромислового виробництва;
  • оволодіти методологічними основами впровадження інформаційних систем;
  • набути навички практичного застосування методів діджиталізації в умовах сільськогосподарських підприємств.

Слово «діджиталізація» походить з англійської мови та означає проникнення цифрових технологій у всі сфери суспільного життя. Точний переклад з англійської означає «оцифрування».

У широкому значенні діджиталізація означає перетворення ін­формації у цифрову форму. Однак, використовуючи цей підхід, мож­на ототожнити «діджиталізацію» та «автоматизацію», проте ці поняття різні. Найсуттєвіша різниця між діджиталізацією та автоматизацією полягає в тому, що автоматизація може бути частковою або поступово змінювати існуючий устрій державних послуг. А діджиталізація пов’язана зі зміною підходу до самого біз­несу, держави та суспільного життя загалом.

Оцифровка даних являє собою перший етап в автоматизації державних послуг. Таким чи­ном, процес оцифровки даних є складником процесу автоматизації. Прикладом оцифровки даних є отримання довідки онлайн, яка має юридичну цінність та є аналогом паперової.

Встановлено, що термін «діджиталізація» вперше з’явився в США (digitalization), що перекладається, як процес перенесення інформації у цифрову форму. Термін «діджиталізація» інтерпретується ученими як процес використання, застосування, перенесення та переведення інформації у цифровий формат. Також під діджиталізацією розуміють систему збору, зберігання, аналізу даних та застосування штучного інтелекту з метою оптимізації бізнес-процесів.

Отже, під діджиталізацією ми розуміємо процес систематизації, використання, обробки інформації у цифровий формат, метою якого є вдосконалення обслуговування споживачів у бізнес-середовищі.

Завдяки здатності діджиталізації збирати, використовувати і аналізувати величезні обсяги цифрових даних, в сучасному світі вона розвивається з неймовірною швидкістю. Цифрові дані збираються на основі аналізу «цифрових слідів», які залишаються на різних цифрових платформах в наслідок активності підприємств, соціальних груп та фізичних осіб (рис. 1.1).

R1.3
Рис. 1.1. Основні напрями розвитку діджиталізації

Діджиталізація сприяє змінам у суспільстві, які мають як технологічний, так і економічний, і соціальний аспекти. Зокрема це пов’язано з перерозподілом функціонального навантаження між людиною й інформаційно- комунікаційними технологіями. Разом з тим, діджиталізація сприяє розширенню інформаційного простору, створюючи нові інформаційні продукти та зниженню інформаційних витрат.

Сучасні процеси діджиталізації набирають значного прискорення з року в рік, у зв’язку з чим швидкими темпами відбуватиметься скорочення доступних робочих місць в аграрному секторі, адже нові вакансії вимагають знань і навичок, якими люди, що отримали освіту кілько десятків та навіть років назад, просто не володіють.

Проблема, яка виникає під час зникнення певних професій з ринку праці, полягає у втраті джерела доходу та навіть втраті життєвих орієнтирів. В даний час в Україні склалася несприятлива демографічна ситуація на селі, змінилася структура сільського населення, спостерігається значна соціальна криза та масовий відтік молоді з села.

Серед основних проблем, пов’язаних з формуванням кадрового потенціалу аграрного сектору можна виділити наступні: падіння престижу роботи на селі, недостатня практична підготовленість молодих спеціалістів, недостатня готовність до впровадження сучасних цифрових технологій, слабка мотивація праці, низька ефективність роботи з кадровим резервом, недостатній рівень професіоналізму персоналу та «старіння» кадрів.

Кадрова політика аграрного сектору має базуватися на принципах випереджаючого розвитку кадрового потенціалу, пріоритетності розвитку безперервної освіти дорослих, розвитку сучасної аграрної освіти усіх рівнів, формування трудового потенціалу за напрямками інноваційного розвитку (діджиталізація, нано-технології, крафтове виробництво).

Ключовим фактором розвитку сучасного аграрного сектору є його забезпечення висококваліфікованими кадрами, які можуть вирішувати складні завдання. Кваліфіковані кадри завжди були і будуть основною рушійною силою в активізації інноваційних процесів формування та реалізації стратегічних напрямків в аграрному секторі.

Для забезпечення продовольчої безпеки країни і підвищення конкурентоспроможності на світових агропродовольчих ринках одним з ключових напрямків інноваційного розвитку сільського господарства має стати його діджиталізація.

Найважливіша умова її реалізації – це підготовка didgital-аграріїв, які здатні здійснити цифрову цифрову трансформацію сільського господарства за допомогою впровадження цифрових технологій і платформних рішень для забезпечення технологічного прориву в аграрному секторі і досягнення зростання продуктивності праці. У зв’язку з цим одним з нових напрямків роботи з формування кадрового потенціалу аграрного сектору стане підготовка фахівців в області цифрової економіки.

Сучасні процеси діджиталізації, навіть за умови їх стримання суспільством, набиратимуть прискорення і досягнуть тієї межі, коли для підтримки світової системи аграрного виробництва кількох мільйонів цифрових професіоналів.

Отже, більш-менш швидкими темпами відбуватиметься скорочення доступних робочих місць в аграрному секторі, поява цілого класу вже непотрібних працівників, глобальне перепрофілювання персоналу, порушення механізму соціальних гарантій.

Цей клас безробітних вже має освіту, яка з року в рік втрачає свою актуальність разом із діджиталізацією виробництва та суспільства. У зв’язку із глобальними цифровими змінами, їх навички більше не потрібні, а нові вакансії вимагають знань і навичок, якими ці люди просто не володіють. Але найважливіше – у людей, звільнених з робочих місць, які орієнтовані на виконання рутинних завдань, немає головних для “нової реальності” навичок – адаптивності.

У 2017 р. економістами Д. Шальмо та К. Уільмсом з Німеччини розроблено послідовність етапів (фаз) цифрової трансформації компанії, зображену на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Етапи процесу цифрової трансформації підприємства

Як можна побачити на рис.1.2, першим етапом цифрової трансформації компанії є цифрова реальність (Digital Reality). На даному етапі аналізується і оцінюється сучасний стан цифрової трансформації компанії в різних сферах її діяльності

Наступним кроком виступає етап, який умовно називають «цифрові амбіції» (Digital Ambition). На даному етапі визначають основні цілі щодо трансформації, зокрема ті, що стосуються часу, простору, якості, фінансів.

Третя фаза називається цифровий потенціал (Digital Potential). В рамках даного етапу встановлюються найкращі практики та чинники, що сприяють розвитку цифрової трансформації. Це є початковим етапом у плані формування цифрового потенціалу та дизайну майбутньої цифрової трансформаційної моделі компанії.

Четвертий крок – цифрова адаптація (Digital Fit), де відбувається аналіз варіантів дизайну цифрової бізнес-моделі, проводиться їх оцінка і порівняння з існуючою бізнес-моделлю. Ми визначаємо бізнес-модель як підприємство, що створює цінність для споживача й отримує від цього прибуток. Підприємства можуть пропонувати різні продукти, послуги або технології, але якщо підходи до їх створення є подібними, вони функціонують за одним типом бізнес-моделі.

Завершальним етапом цифрової трансформації є цифрова реалізація (Digital Implementation). Вона включає у себе доопрацювання й упровадження розробленої цифрової бізнес-моделі. Фаза також включає у себе розроблення цифрового досвіду клієнта і цифрової мережі створення вартості, що описують інтеграцію з партнерами. Також на даному етапі визначаються ресурси і можливості.

З урахуванням поточного стану функціонування вітчизняного сільського господарства і прискорення процесів зміни зовнішнього і внутрішнього середовища, цифрова трансформація сільськогосподарської виробництва особливо актуальна, оскільки є суттєвим стимулом для забезпечення суттєвого економічного зростання галузі а й народного господарства загалом.

Нині сільське господарство України практично не охоплено процесом цифрової трансформації, а використання інформаційних технологій у сільському господарстві в основному обмежується застосуванням комп’ютерів і програмного забезпечення, призначеного для управління фінансами, збору аналітичної інформації та надання фінансової та статистичної звітності.

Водночас наявне інформаційне забезпечення не володіє необхідним набором сучасних технічних функцій і вкрай повільно оновлюється. Низька оснащеність сучасною обчислювальною технікою різного класу породжує низький рівень інформаційних технологій в управлінні сільськогосподарськими підприємствами.

У сільському господарстві комплексна цифрова трансформація здатна забезпечити суттєве зростання продуктивності, скорочення трансакційних витрат, підвищення якості сільськогосподарської продукції.

На реалізації процесу цифровізації в агробізнесі суттєвий вплив має специфічний характер даної галузі, який визначає як попит, так і ефективність застосування цифрових технологій.

Принципово важливим для функціонування і розвитку сільськогосподарських підприємств є володіння достовірною і різнобічною інформацією, яка своєчасно надходить до різних суб’єктів господарювання. Інформатизація діяльності суб’єктів господарювання в цьому випадку є інструментом управління ризиками, спрощуючи відносини між виробниками та переробниками та продавцями сільськогосподарської продукції.

У зв’язку з цим основними завданнями цифрової трансформації господарств корпоративного сектору аграрної економіки є:

  • перехід до цифрового сільського господарства, що базується на використанні методів точного землеробства, активного використання цифрових технологій для підвищення продуктивності праці в суб’єктах господарювання в сфері агробізнесу;
  • інтеграції потоків об’єктивних даних сільськогосподарських виробників всіх форм господарювання з метою забезпечення глобального планування в галузі та надання виважених рекомендацій учасникам ринку агропродовольства, в тому числі з використанням штучного інтелекту;
  • створення загальнодоступного структурованого банку знань і технологій в розрізі галузей сільського господарства і областей;
  • формування механізмів і заходів для підтримки впровадження цифрових систем у діяльність сільськогосподарських підприємств;
  • забезпечення простежуваності товароруху сільськогосподарської продукції від виробника до кінцевого споживача (мітки, чіпи, ідентифікатори, технології, пристрої, системи);
  • стимулювання вітчизняних розробок і забезпечення доступу до різних цифрових відкритим платформам (цифрове поле, стадо, управління технікою, теплицями і т. п.);
  • створення умов для переходу суб’єктів господарювання на наскрізний цикл виробництва з мінімізацією кількості посередників та величини торгової націнки;
  • впровадження торгових онлайн-платформ і систем для просування сільськогосподарської продукції;
  • забезпечення сумісності процесів і стандартів виробництва продукції з загальносвітовими для виходу України на провідні позиції як експортера сільськогосподарської продукції.

Трансформацію слід здійснювати обережно, щоб уникнути збільшення «цифрового розриву» між окремими економіками та секторами, а також між тими, хто має різні можливості для впровадження нових технологій. У країнах, що розвиваються, у сільській місцевості слабка технологічна інфраструктура, висока вартість технологій, низький рівень розвитку.

Електронна грамотність, цифрові навички, слабка регу­ляторна база та обмежений доступ до послуг означають, що окреслені сфери загрожують залишитися у процесі цифровізації надовго. Тим не менше країни, що розви­ваються, можуть також мати перевагу в тому, що вони зможуть «перестрибнути» старі технології та моделі на користь революції цифрового сільського господарства.

Існує кілька умов, які формуватимуть цифрову трансформацію всього сільського господарства та його підприємств у різних контекстах, серед яких виділяють дві групи (рис. 1.3):

базові (основні) умови цифровізації сільськогос­подарського виробництва (мінімальні умови, необхідні для використання технологій);

допоміжні (уможливлюючи) умови, що сприя­ють упровадженню технологій.

R1.3
Рис. 1.3. Базові та допоміжні умови цифровізації сільськогосподарського виробництва

Окреслені умови сприяють цифровізації сільськогосподарського виробництва. Доступ до цифрових технологій може запропонувати значні переваги аграріям, малому бізнесу, посередникам, надаючи посилання на постачальників та інформацію, що дає змогу будувати стратегічне партнерство, отримувати доступ до служб підтримки, таких як навчання, фінанси та юридичні послуги, охопити ринки та клієнтів аграрної продукції, що є критично важливим під час розбудови цифрового аграрного сектору.

Створення майбутньої «цифрової екосистеми сільського господарства» вимагає сприятливих умов для інновацій в агросферу. Уже зараз в Україні збільшується фінансування та співпраця щодо проєктів цифрового сільського господарства, і стартапи починають привертати увагу міжнародних інвесторів та засобів масової інформації.

Молодь відіграє важливу роль у цьому процесі. Вона часто має перевагу цифрової грамотності та можливості інноваційних рішень. Безумовно, грамотність, цифрові навички та наявність технологій впливають на використання цифрових інновацій. Однак найважливішим компонентом для розблокування можливостей використання цифрових технологій в агросфері є доступ до Інтернету.

Державне регулювання та законодавче забезпечення процесів діджиталізації є важливими аспектами створення сприятливого середовища для розвитку цифрової економіки та суспільства.

Для розвитку діджиталізації необхідно створити відповідну правову базу, яка визначатиме правила та норми для використання цифрових технологій. Це включає в себе прийняття законів, постанов, нормативних актів та інших правових документів, що регулюють сферу діджиталізації.

Один із важливих аспектів діджиталізації – це збільшення обсягів збереження та передачі цифрової інформації. Державне регулювання повинне забезпечити захист особистих даних громадян та комерційної інформації від несанкціонованого доступу та використання.

Розвиток діджиталізації супроводжується зростанням загроз кібербезпеці. Державне регулювання має спрямовуватися на забезпечення кібербезпеки у всіх сферах діяльності, включаючи
державні установи, підприємства та громадян.

Державне регулювання може сприяти створенню стандартів та норм, що регулюють взаємодію між цифровими системами та послугами. Це сприятиме підвищенню інтер-операбельності та сумісності між різними цифровими рішеннями.

Для успішної діджиталізації необхідна відповідна інфраструктура, включаючи швидкі та надійні мережі зв’язку, центри обробки даних, хмарні платформи та інше. Державне регулювання може сприяти розвитку цієї інфраструктури через інвестиції та регулювання.

Держава може забезпечити розвиток цифрових навичок серед населення та бізнес-спільноти шляхом підтримки програм цифрової освіти та навчання.

Узагальнюючи, державне регулювання та законодавче забезпечення є важливими чинниками успішної діджиталізації суспільства та економіки. Вони допомагають створити сприятливі умови для розвитку цифрових технологій та забезпечують їхню безпеку, ефективність та доступність для всіх громадян і суб’єктів господарювання.

Державне регулювання може сприяти розвитку діджиталізації шляхом створення стимулів для інновацій та науково-дослідницької діяльності в цій галузі. Це може включати в себе надання грантів, податкові пільги або інші види підтримки для компаній та установ, що займаються розробкою нових цифрових технологій.

Також державне регулювання повинно сприяти забезпеченню доступності та рівності в доступі до цифрових технологій для всіх шарів населення. Це може включати в себе розвиток програм соціальної підтримки, стимулювання розвитку цифрової інфраструктури в малодоступних регіонах та забезпечення доступності цифрових послуг для людей з обмеженими можливостями.

Державне регулювання має забезпечувати ефективний моніторинг та оцінку результатів діджиталізаційних проектів та програм. Це дозволяє вчасно виявляти проблеми та недоліки, а також впроваджувати корективні заходи для забезпечення досягнення поставлених цілей.

Усе враховуючи, державне регулювання та законодавче забезпечення процесів діджиталізації відіграють важливу роль у створенні сприятливого середовища для розвитку цифрової економіки та суспільства. Вони допомагають забезпечити ефективне використання цифрових технологій, збереження безпеки та конфіденційності даних, а також створення рівних умов доступу до цифрових можливостей для всіх громадян.

Європейський та світовий досвід цифровізації агропромислового виробництва є ключовими джерелами знань для розвитку цієї сфери в Україні та в інших країнах. Ось деякі основні аспекти цього досвіду:

У розвинутих країнах вже впроваджені сучасні технології автоматизації та роботизації в агропромисловому виробництві. Це включає в себе використання дронів, автономних тракторів, систем контролю за врожаєм та інші рішення для оптимізації виробничих процесів та підвищення ефективності вирощування сільськогосподарської продукції.

Застосування цифрових технологій, таких як Інтернет речей (IoT), системи управління виробництвом (MES), аналітика даних та штучний інтелект (AI), дозволяє збирати, аналізувати та використовувати великі обсяги даних для прийняття обґрунтованих рішень у виробничих процесах.

У багатьох країнах існують програми та ініціативи від держави та міжнародних організацій, спрямовані на розвиток цифровізації агропромислового виробництва. Ці програми надають фінансову підтримку, консультації та доступ до передових технологій для сільськогосподарських підприємств.

Впровадження систем управління ресурсами, таких як системи поливу, системи дозування добрив та захисту рослин, дозволяє оптимізувати використання ресурсів (води, добрив, засобів захисту рослин) та зменшує вплив на навколишнє середовище.

Розвиток електронної торгівлі та цифрових ринків сприяє покращенню доступу до ринків для агропродукції, забезпечує прямі контакти між виробниками та споживачами, а також сприяє збільшенню транспарентності та ефективності торгівлі.

Цей досвід є цінним джерелом знань для українського агропромислового сектора і може бути використаний для розвитку та модернізації вітчизняного сільського господарства. Важливо враховувати специфіку українських умов та ринків, а також забезпечити відповідну підтримку та стимули для впровадження цифрових технологій в агропромисловому секторі.

  1. В чому полягає мета та завдання дисципліни «Діджиталізація аграрного виробництва»?
  2. Поясніть сутність терміну «діджиталізація».
  3. Назвіть основні напрями розвитку діджиталізації.
  4. Як ви оцінюєте соціальний аспект підвищення рівня діджиталізації сільського господарства?
  5. Охарактеризуйте етапи розвитку діджиталізації у сільському господарстві.
  6. Оцініть сучасний стан цифровізації вітчизняного сільського господарства.
  7. Назвіть основні завдання цифрової трансформації господарств корпоративного сектору аграрної економіки.
  8. Які умови формують цифрову трансформацію сільського господарства?

 

  1. Косинський В.І. Сучасні інформаційні технології: навч. посібник / В.І. Косинський, О.Ф. Швець – Київ: Знання, 2012. – с. 8-56.
  2. Устенко М.О. Діджиталізація: основа конкурентоспроможності підприємства в реаліях цифрової економіки / М.О. Устенко, А.О. Руських. – Вісник економіки транспорту і промисловості, 2019. Випуск №68. – с. 181-192.

Цифрова економіка, а точніше цифровізація, використовується сільськогосподарськими підприємствами для зміни бізнес-моделі, що забезпечує формування нових доходів та можливості для створення нового типу ланцюгів вартості.

Цифровізація та багато нових технологій, які розвиваються дуже високими темпами, є руйнівними, тобто вони революційно змінюють сталі протягом певного часу технологічні процеси. Найчастіше ці технології змушують компанії змінювати свій бізнес-підхід, ризикуючи втратити частку ринку або стати неконкурентним, якщо вони цього не роблять. Цифрові технології також дають багато можливостей та перспектив для створення розумного сільського господарства.

У сільському господарстві ці нові технології можуть модернізувати галузь, сприяючи реалізації інновацій в агробізнесі та створити нові можливості для сільськогосподарських підприємств у таких сферах, як біологічна галузь, стійкість екосистеми тощо. Однак масштаби цієї трансформації та пов’язані із цим впливи на агросектор, ланцюги цінностей та загальна аграрна політика є дуже мінливими та відрізнятимуться залежно від мети та технологій, що використовуються.

Нові технології змінюють сучасне бізнес-середовище і використовуються в різних секторах економіки для створення цінності та можливостей, і сільське господарство є частиною цих змін. Макроекономічні тенденції, такі як зростання чисельності населення та зміни клімату, необхідність урахування ефективності використання ресурсів та впливу на здоров’я людей, а також зниження витрат на технологічні пристрої, сприяють просуванню технологій в аграрний сектор.

Цифрові технології допомагають сільськогосподарським підприємствам у підвищенні продуктивності праці та дають їм змогу боротися зі зростаючими проблемами, такими як «екстремальна» погода, мінливі ціни на продукцію, зміни у поведінці споживачів, стихійні лиха, хвороби рослин та тварин тощо.

Технологічні розробки у поєднанні зі змінами у системі управління та нові бізнес-моделі можуть спричинити порушення у традиційних ланцюгах прирощення вартості під час організації сільськогосподарського виробництва. Фахівці Аграрного комітету Європарламенту пропонують розділити технології на три основні типи (рис. 2.1).

R2.1
Рис. 2.1. Цифрові технології, класифіковані за ступенем впливу на розвиток сільськогосподарських підприємств

До першого типу належать ті технології, що характеризуються очікуваним високим впливом на конфігурацію ланцюга прирощення вартості в сільськогосподарському виробництві. До вищезазначеної групи відносять окремі технології, що мають високий вплив на ланцюг агропродовольчої вартості, – це інноваційні рішення.

Наприклад, нові інноваційні рішення з потенційно високим впливом: штучний інтелект та автоматизація (на основі роботизації), оскільки вони викликають доволі широке поширення потенційних руйнівних змін:

  • Інтернет речей (IoT) – це мережі фізичних об’єктів (пристроїв), які містять вбудовані технології спілкування та розуміння, або взаємодіють зі своїми внутрішніми станами чи зовнішнім середовищем;
  • роботизація – відноситься до автоматизації системи або процесу з боку використання роботизованих пристроїв;
  • штучний інтелект (AI) – це будь-який пристрій, який сприймає своє оточення та вживає дій, які максимально збільшують шанси на успішне досягнення своїх цілей;
  • великі дані (Big Data) – великі дані забезпечують підвищення рівня прийняття аналітичних рішень шляхом збільшення обміну даними та відноситься до наборів даних, які занадто великі й складні для традиційної обробки.

Інтернет речей (англ. Internet of Things, IoT) — концепція мережі, що складається із взаємозв’язаних фізичних пристроїв, які мають вбудовані передавачі, а також програмне забезпечення, що дозволяє здійснювати передачу і обмін даними між фізичним світом і комп’ютерними системами в автоматичному режимі, за допомогою використання стандартних протоколів зв’язку.

Окрім передавачів, мережа може мати виконавчі пристрої, вбудовані у фізичні об’єкти і пов’язані між собою через дротові чи бездротові мережі. Ці взаємопов’язані пристрої мають можливість зчитування та приведення в дію, функцію програмування та ідентифікації, а також дозволяють виключити необхідність участі людини, за рахунок використання інтелектуальних інтерфейсів.

Основною концепцією IoT є можливість підключення всіляких об’єктів (речей), які людина може використовувати в повсякденному житті, наприклад, холодильник, кондиціонер, автомобіль, велосипед і навіть кросівки. Всі ці об’єкти (речі) повинні бути оснащені вбудованими давачами або сенсорами, які мають можливість обробляти інформацію, що надходить з навколишнього середовища, обмінюватися нею і виконувати різні дії в залежності від отриманої інформації.

Прикладом впровадження такої концепції є система «розумний будинок» або «розумна ферма». Ця система аналізує дані навколишнього середовища і в залежності від показників регулює температуру в приміщенні. У зимовий період регулюються інтенсивність опалення, а в разі спекотної погоди будинок має механізми відкривання і закривання вікон, завдяки чому провітрюється будинок, і все це відбувається без втручання людини.

R2.2a
R2.2b

Дослідження показують, що очікуваним високим впливом на конфігурацію ланцюга прирощення вартості в майбутньому також матимуть технології 3D-друку, оскільки зазначена технологія ідеально підходить для виготовлення окремих об’єктів на замовлення сільськогосподарських підприємств (наприклад, 3D-надруковані інструменти для ремонту техніки, 3D-запчастини, міське органічне рослинництво і т. д.).

R2.3a
R2.3b

Існує багато можливостей для розвитку та використання технологій 3D-друку в аграрному секторі економіки, але, безумовно, у найближчі роки вона залишається досить дорогою для використання окремими сільськогосподарськими підприємствами, проте у найближчому майбутньому ці технології продовжать галопуючий розвиток і стануть ще більш інтегрованими у сільське господарство.

Індустрія 3D-друку ще може багато чого запропонувати сільському господарству. 3D-друк у сільському господарстві, безумовно, стане більш поширеним явищем. Сучасні проєкти об’єднують 3D-друк і переробку. Один із проєктів – 3D-друк може бути відмінним рішенням для переробки пластикових матеріалів, що лежать навколо аграрного підприємства. Ці матеріали можуть бути повністю використані для відтворення нових інструментів або будь-якого іншого корисного пристрою для 3D-друку.

Дослідимо цифрові технології, що мають очікуваний середній вплив на ланцюг вартості у сільськогосподарському виробництві, які описані фахівцями Аграрного комітету Європарламенту:

  • Blockchain – це зростаючий список записів, що називаються блоками, які пов’язані між собою за допомогою криптографії. Блок у Blockchain містить криптографічний хеш (пам’ять) попередніх трансакцій та іншої важливої інформації, часові характеристики, дані транзакцій тощо;
  • супутникова система глобальної навігації (GNSS – Global Navigation Satellite System): використовується у багатьох програмах для визначення позиції активу на основі супутникових даних (наприклад, система глобального позиціонування (GPS), супутникова система глобальної навігації (GLONASS), Galileo, BeiDou та ін.;
  • віртуальна реальність (VR) – це інтерактивний досвід оточення реального світу.

Указані технології із середнім впливом на вартість в аграрному виробництві є досить інноваційними та можуть і в перспективі будуть мати високий вплив на функціонування сільськогосподарських підприємств, але через те, що вони не були введені в коло агропродовольчої вартості, щоб викликати порушення, вони належать до категорії середнього впливу у цьому дослідженні, хоча більшість описаних технологій уже сьогодні активно використовується передовими аграрними товаровиробниками.

Що стосується глобальної навігаційної супутникової системи (GNSS), системи глобального позиціонування (GPS) та інших супутникових систем, то руйнівного впливу ці технології здебільшого не мають, оскільки переважно є зрілими й їх легко можна поширити на малі та середні сільськогосподарські підприємства.

Що стосується глобальної навігаційної супутникової системи (GNSS), системи глобального позиціонування (GPS) та інших супутникових систем, то руйнівного впливу ці технології здебільшого не мають, оскільки переважно є зрілими й їх легко можна поширити на малі та середні сільськогосподарські підприємства.

Проведені дослідження показують, що в блок середнього впливу на вартість у сільськогосподарському виробництві доцільно також включити: безпілотні літальні апарати (БПЛА) та малу авіацію (дрони); геоінформаційні сервіси (ГІС); інтелектуальні біосенсори та високотехнологічні датчики (з убудованими модулями передачі даних).

Наведені технології вже сьогодні активно використовуються багатьма сільськогосподарськими підприємствами, включення їх у блок середнього впливу нами пов’язується з неможливістю окреслених технологій створити суттєві порушення у вже сформований ланцюг агропродовольчої вартості, хоча зазначені технології суттєво впливають на ефективність роботи аграрних товаровиробників.

Використання на практиці технологій, що додані автором у блок середнього впливу (БПЛА, геоінформаційних сервісів, сенсорів та датчиків), дасть змогу сільськогосподарським підприємствам реалізувати переваги ведення точного землеробства через використання пристроїв супутникової навігації, космічні зображення, спеціальне програмне забезпечення та супутниковий моніторинг сільськогосподарських земель.

Технології з низьким впливом на агропродовольчу вартість визначаються як проміжні технології, а не революційні. Вони сприяють реалізації інших інноваційних рішень та є необхідною (базовою) умовою для цифровізації аграрного виробництва. Нові цифрові технології сприяють розвитку сільського господарства сьогодні на шляху до того, щоб стати високотехнологічним сектором, у результаті чого їх можна назвати аграрно-технологічною революцією.

Ця революція проявляється в експоненціальному зростанні технологій, що застосовуються у сільському господарстві, змінюючи сільськогосподарські практики, що застосовуються сьогодні. Окрім більш ресурсоефективного сільськогосподарського виробництва, цифрові технології посилюють вертикальну інтеграцію у харчовому  виробництві. Відбувається вертикальна інтеграція вводу постачальників для оптимізації витрат, ефективності та взаємодоповнюваності.

Дослідимо технології (виділені фахівцями Аграрного комітету Європарламенту), які мають очікуваний низький вплив на агропродовольчу  вартість:

  • широкосмугові Інтернет-мережі – це мережі з широкою пропускною здатністю для передачі даних, які можуть транспортувати безліч сигналів і типів трафіку через носій (товарна технологія створення та/або використання більш складних технологій, таких як хмарні обчислення, дистанційне зондування;
  • платформи для електронного бізнесу – це рішення програмних технологій, які використовують як основу інші програми, процеси або технології (переважно цифрова комерція);
  • інформаційно-комунікаційні технології (ІКТ).

Стрімкий технологічний розвиток актуалізує необхідність доповнення блоку технологій з очікуваним низьким впливом на агропродовольчу вартість такими складниками, як:

  • аграрні мобільні додатки (фундаментом яких є інформаційно-комунікаційні технології), які можна розділити на програми для внутрішніх потреб підприємства та для зовнішніх комунікацій;
  • мобільні месенджери (теж базуються на використанні інформаційно-комунікаційних технологій), посилюють комунікативну та інформативну складники аграрного виробництва за рахунок можливостей швидкого обміну інформацією у режимі 24/7;
  • агрофоруми та аграрні онлайн-додатки (спеціалізовані сервіси), спрямовані на підвищення оперативності отримуваної інформації та професійної обізнаності аграріїв.

Узагальнено всі цифрові технології, котрі вже впливають на розвиток аграрного виробництва та діяльність сільськогосподарських підприємств, представлено на рис. 2.1, який побудовано на основі пропозицій фахівців Аграрного комітету Європарламенту.

Цифрові технології часто розвиваються паралельно, а потім інтегруються або поєднуються окремими елементами. Поліпшення технологій включає інтеграцію технологій в існуючі системи для підвищення їхньої ефективності. Часто Інтернет речей, Big Data та штучний інтелект використовуються в поєднанні, так само як штучний інтелект і роботизація. Дрони часто поєднуються із супутниками та Big Data.

Окремі цифрові технології спрямовані на зменшення ризиків у сільськогосподарському виробництві, наприклад виявлення хвороби сільськогосподарських культур та тварин, використання дронів для створення докладних ґрунтових карт та для контролю над пошкодженнями рослин; глобальне позиціонування GPS дає змогу контролювати фактичне перебування, пересування та використання техніки і т. д. Усе це приносить користь у собівартості.

Поступовий вплив цифровізації на економічну діяльність агропідприємств надає виробникам сільськогосподарської продукції можливість адаптуватися до нових реалій. Модернізація аграрного сектору (на основі цифрових технологій) повинна підтримувати існуючі регіональні системи сільського господарства, інклюзивність, інтегровані підходи та реалізацію державної аграрної політики.

Цифровізація дає змогу поліпшити співпрацю між колами виробництва сільськогосподарських продуктів. Упровадження нових гравців у коло вартості сприяє створенню нових моделей ведення сільського господарства. Інвестиції в технологію зростають за підтримки крупних сільськогосподарських підприємств, агрохолдингів, великих транснаціональних компаній або державних спонсорів.

  1. Як класифікуються цифрові технології за їх впливом на виробництво?
  2. Перерахуйте технології із очікуваним високим впливом на виробництво.
  3. До якої категорії можна віднести технології 3D-друку?
  4. Назвіть та поясніть технології, що мають очікуваний середній вплив на виробництво.
  5. Чому деякі технології мають низький вплив на виробництво? Назвіть їх.

 

  1. Косинський В.І. Сучасні інформаційні технології : навч. посібник / В.І.Косинський, О.Ф.Швець – Київ: Знання, 2012. – с. 60-78.
  2. Устенко М.О. Діджиталізація: основа конкурентоспроможності підприємства в реаліях цифрової економіки / М.О. Устенко, А.О. Руських. – Вісник економіки транспорту і промисловості, 2019. Випуск №68. – с. 28-33.

В сучасній вимірювальній техніці існує дві загальноприйняті форми подання вимірюваних величин: аналогова та цифрова.

Термін „аналоговий” схожий за змістом терміну „подібний”. Він означає, що одна фізична величина (наприклад, вимірювана) виражається за допомогою іншої величини. Якщо перша величина приймає безперервний ряд значень у якомусь діапазоні, то при аналоговому представленні даних друга величина приймає безперервний ряд значень у відповідному діапазоні. Це означає, що вихідна величина є моделлю, аналогом вхідної величини.

Поряд з аналоговою застосовується й інша форма подання вимірювальної інформації – дискретна. Тут вимірюваний сигнал може приймати лише деяке кінцеве число значень, причому ці значення можуть встановлюватись як у будь-який момент часу (неперервний час), так і у певні моменти часу (дискретний час). Отже можна говорити про дискретизацію часу та дискретизацію величини сигналу (рис. 3.1).

R3.1a
R3.1b

Рис. 3.1. Форми сигналів:

а) аналоговий сигнал х (t) в функції неперервного часу t;

б) аналоговий сигнал х (t) в функції дискретного часу t;

в) дискретний сигнал х(t) в функції неперервного часу t;

г) дискретний сигнал х (t) в функції дискретного часу t

Для перетворення аналогової форми сигналу у цифрову використовують аналогово-цифрові перетворювачі (АЦП), навпаки: з цифрової у аналогову цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП).

Датчик (сенсор) – пристрій, який призначений для перетворення інформації, що поступає на його вхід у вигляді деякої фізичної величини, в іншу функціональну величину, для подальшого використання в елементах цифрових систем.

генераторні (виробляють фізичний сигнал) – до них відносять: термоелектричні (термопари), індукційні, п’єзоелектричні, вентильні фотоелементи та ін. Їм не потрібне додаткове джерело живлення.

Електроконтактні датчики будуються на основі перетворювачів, які перетворять механічне переміщення в замкнутий або розімкнутий стан контактів, які керують електричним колом (рис. 3.2). Існує велика кількість конструкцій цих датчиків різного призначення. Досить широке застосування знайшов двоконтактний датчик.

R3.2
Рис. 3.2. Принцип дії та схема вмикання електроконтактного датчика

Потенціометричні датчики використовуються для перетворення лінійного (х) або кутового (φ) переміщення (вхідна величина) в електричний сигнал постійного або змінного струму (вихідна величина) (рис. 3.3). Конструктивно складаються з каркасу, обмотки та движка.

R3.3
Рис. 3.3. Принцип дії та схема вмикання потенціометричного датчика

Вихідний сигнал датчика визначається такою формулою:

зображення_2026-09-06_213707834

де Uвх – вхідна напруга (напруга живлення) датчика, Rx – вихідний опір датчика при положенні движка х, R – вхідний опір датчика, k – постійний коефіцієнт.

Тензометричні датчики використовують для вимірювання переміщень – деформації деталей.

Принцип дії базується на явищі тензоефекту – зміни величини активного опору провідникового або напівпровідникового матеріалу під дією прикладених до них механічних напружень (рис. 3.4).

R3.4
Рис. 3.4. Принцип дії тензометричного датчика

Основна їх характеристика – коефіцієнт тензочутливості – відношення зміни опору до зміни деформації:

де Δl та ΔR – абсолютна деформація датчика (лінійна) та викликана нею абсолютна зміна його вихідного опору, R – вхідний опір датчика, l – розмір датчика у недеформованому стані.

Дія п’єзоелектричних датчиків заснована на явищі п’єзоефекту, суть якого полягає в тому, що під дією прикладених зусиль на гранях деяких кристалів (кварц, титан, турмалін) з’являється електричний заряд (прямий п’єзоефект) (рис. 3.5). При внесенні п’єзоелементу в електричне поле він деформується (обернений п’єзоефект).

Рис. 3.5. Принцип дії п’єзоелектричного датчика

Якщо сила F діє постійно, то проходить стікання зарядів і вихідна напруга змінюється. Тому п’єзоелементи застосовуються в основному для вимірювання зусиль, що змінюються з частотою >15кГц. П’єзоелементи використовуються з підсилювачами.

Ємнісні датчики. Зміна вхідної величини викликає зміну ємності конденсатора. Варіанти виконання ємнісних датчиків показані на рис. 3.6.

Часто такі типи датчиків використовують для вимірювання прискорення (акселерометри), вібрації, нахилу основи, на якій вони знаходяться.

Рис. 3.6. Варіанти виконання ємнісних датчиків

Ємнісні датчики також використаються й для виміру вологості. У цьому випадку датчик являє собою конденсатор, що складається з діелектричної плівки, на обидві сторони якої шляхом напилювання наносяться електроди із золота. Ємність такого датчика виявляється приблизно прямо пропорційною вологості навколишнього середовища.

Оптичні датчики.

На основі оптоелектроних перетворювачів створені датчики тиску, сили, переміщення, швидкості, акустичних параметрів, напруженості електричного й магнітного полів. Для параметричних оптичних датчиків необхідно використовувати джерело світлового випромінювання. Найпоширенішими джерелами світлового випромінювання, які використовуються в цифрових системах, є світлодіоди.

Приймачі випромінювання можна поділити на дві групи: інтегральні й селективні. До інтегрального відносяться приймачі випромінювання, що базуються на перетворенні енергії випромінювання в сигнал незалежно від довжини хвилі цього випромінювання. До селективного відносяться фотоелектричні перетворювачі, що реагують на певну довжину хвилі випромінювання.

Фоторезистори являють собою напівпровідникову пластинку з контактами, що при освітленні зменшує свій опір. Фотодіоди й фототранзистори відносяться до напівпровідникових приймачів випромінювання. Фототранзистор являє собою той же фотодіод, який має підсилювач струму.

Принцип роботи оптичного датчика та його вихідний сигнал показано на рис. 3.7.

R3.7
Рис. 3.7. Принцип дії оптичного датчика (а) та його вихідний сигнал (б)

Одним з найпоширеніших пристроїв у цифрових системах є енкодер – сенсор, який призначений для вимірювання кутових та лінійних переміщень, швидкостей та прискорень. Принцип роботи оптичного енкодера заснований на перетинанні променя оптопари (світлодіод та фототранзистор) з розміченим диском, установленим на валу. Залежно від частоти розмітки диска визначається точність виміру переміщення.

Принцип дії електромагнітних датчиків заснований на зміні індуктивності (L) магнітної системи під дією вхідної величини (переміщення, деформація, рівень, тиск). За видом перетворення електромагнітні датчики поділяються на:

  • індуктивні;
  • трансформаторні;
  • магнітопружні;
  • індукційні.

Індуктивні датчики – перетворюють зміну керованої величини в зміну індуктивного опору обмотки. Датчики з аналоговим виходом широко застосовуються в області виміру й контролю: вимір відстані переміщення металевих предметів; контроль товщини, ширини листового або стрічкового матеріалу; вимір кута повороту кулачків і шестерень; контроль і вимір биття валів обертання; у системах контролю й регулювання натягу транспортних стрічок, тросів (рис. 3.8).

R3.8
Рис. 3.8. Принцип дії індуктивного датчика

Трансформаторні датчики.

В основі роботи лежить залежність зміни взаємної індуктивності обмоток (первинної та вторинної) при переміщенні однієї відносно іншої або при переміщенні якоря датчика (рис. 3.9).

R3.9
Рис. 3.9. Трансформаторний датчик

Для виміру кутових переміщень виконують у вигляді електромашин – обертові трансформатори (сельсини – у яких первинна обмотка розташовується на статорі, а вторинна – на роторі). 

Магнітопружні датчики.

Використовують зміну магнітної проникливості феромагнітних тіл, які проникливості від зміни лінійних розмірів). Недоліком даних датчиків є залежність властивостей від температури та не лінійність характеристики магнітної проникливості від прикладеної сили.

R3.10

Індукційні датчики.

Їх дія заснована на явищі електромагнітної індукції – наведення е.р.с. в електроконтурі, в якому змінюється магнітний потік. До них відносять тахогенератори постійного та змінного струму.

зображення_2026-09-06_215332770

У цей час продається безліч датчиків з вбудованим мікропроцесором. Такі датчики прийнято називати „інтелектуальними”. Обробка вимірів безпосередньо в самому датчику дозволяє поліпшити його характеристики. Загальна схема таких датчиків показана на рис. 3.10.

R3.10a
Рис. 3.10. Архітектура „інтелектуальних” датчиків

Виходи інтелектуальних датчиків можуть бути аналоговими й цифровими. Аналогові системи використовують рівні сили струму 4-20 мА, коли нульове значення сигналу передається рівнем 4 мА, щоб можна було відрізнити обрив кабелю від нульового значення сигналу. Стандартний робочий діапазон: 1-5 В або, для кращої завадостійкості на довгих відстанях: 4-20 мА.

  • Інтелектуальні датчики, звичайно, мають велику кількість варіантів виконання, розрахованих на різні властивості вимірюваної величини та навколишнього середовища:
  • варіанти корпуса сенсора під різні тиски, температури, впливи й перешкоди;
  • варіанти матеріалів арматури, що контактують із вимірюваним середовищем, під звичайне, хімічно агресивне, абразивне й інші середовища;
  • варіанти виконання сенсора під звичайне, гігієнічне, вибухонебезпечне середовище;
  • варіанти з’єднання сенсора з конструкцією об’єкта виміру (фланцеве, різьбове тощо).
  • варіанти живлення приладу за наявності блоку живлення в ньому або живленню його від стороннього джерела через польову мережу;
  • варіанти вихідних сигналів перетворювача по числу, по параметрах, по комунікаційних можливостях зв’язку з різними польовими мережами.

Дуже важливо, що більшість виробників комплектують датчики в комбінації різних варіантів сенсорів одного методу виміру з різними варіантами перетворювачів (електронного обладнання інтелектуального датчика), розрахованих на роботу з даною серією сенсорів. Завдяки цьому вдається найбільш точно й повно задовольняти окремим конкретним вимогам до приладів.

Мікроконтролер (англ. Micro Controller Unit, MCU) – мікросхема, що виконує керування електронними пристроями згідно записаних у нього алгоритмів з використанням інформації, одержуваної від датчиків. По суті, це однокристальний комп’ютер, здатний виконувати прості завдання. Слово „контролер” походить від англійського control (керувати), а не від слова „контроль” (облік, перевірка).

Область мехатроніки висуває безліч завдань, відповідно до яких розвивається й ринок, що містить сотні несхожих один на одного контролерів, які відрізняються десятками параметрів. Кожний виробник випускає кілька типів ПЛК різної потужності й вартості, щоб збільшити прибуток за рахунок сегментування ринку.

Незважаючи на величезну різноманітність контролерів, у їхньому розвитку помітні наступні загальні тенденції:

  • зменшення габаритних розмірів;
  • розширення функціональних можливостей;
  • збільшення числа підтримуваних інтерфейсів і мереж;
  • використання мов програмування стандарту МЕК 61131-3;
  • зниження ціни.

Типовий ПЛК включає центральний процесор, пам’ять, мережеві інтерфейси й пристрої вводу-виводу (рис. 3.11). Іноді ця конфігурація доповнюється пристроєм для програмування й пультом оператора, пристроями індикації, рідше – принтером, клавіатурою і мишею.

R3.11
Рис. 3.11. Типова архітектура ПЛК

Процесорний модуль містить у собі мікропроцесор (центральний процесорний пристрій – ЦПП), запам’ятовувальні пристрої, годинник реального часу й сторожовий таймер. Терміни „мікропроцесор” і „процесор” у цей час стали синонімами, оскільки всі процесори, виконуються у вигляді великих інтегральних мікросхем, тобто є мікропроцесорами.

Основними характеристиками мікропроцесора є розрядність (у ПЛК використовуються 8-, 16- і 32-розрядні мікропроцесори), тактова частота, архітектура, наявність операцій із плаваючою точкою, типи підтримуваних портів вводу-виводу, температурний діапазон працездатності й споживана потужність.

Продуктивність мікропроцесорів з однією і тією ж архітектурою пропорційна тактовій частоті. Більшість контролерів використовують мікропроцесори зі скороченим набором команд. Скорочений набір команд дозволяє будувати більш ефективні компілятори й конвеєр процесора, здатний за кожний такт видавати результат виконання чергової команди.

Для класифікації величезної різноманітності існуючих у цей час контролерів розглянемо їхні істотні відмінності. Основним показником ПЛК є число каналів вводу-виводу.

За розташуванням модулів вводу-виводу ПЛК бувають:

  • моноблочними, у яких пристрій вводу-виводу не може бути вилучений з контролера або замінений на інший. Конструктивно контролер являє собою єдине ціле із пристроями вводу-виводу (наприклад, одноплатний контролер). Моноблочний контролер може мати, наприклад, 16 каналів дискретного вводу й 8 каналів релейного виводу;
  • модульними, що складаються із загального „кошика”, у якому розташовуються модуль центрального процесора й змінні модулі вводу-виводу. Склад модулів вибираються користувачем залежно від розв’язуваного завдання. Типове число слотів для змінних модулів – від 8 до 32;
  • розподіленими (з віддаленими модулями вводу-виводу), у яких модулі вводу-виводу виконані в окремих корпусах. Вони з’єднуються з модулем контролера по мережі (звичайно на основі інтерфейсу RS-485) і можуть бути розташовані на відстані до 1,2 км від процесорного модуля.

За областю застосування контролери діляться на наступні типи:

  • універсальні загальнопромислові;
  • для керування роботами;
  • для керування позиціонуванням і переміщенням;
  • комунікаційні;
  • ПІД-контролери;
  • спеціалізовані.

Контролери можуть містити модулі вводу-виводу або не містити їх. Прикладами контролерів без модулів вводу-виводу є комунікаційні контролери, які виконують функцію міжмережного шлюзу або контролери, що одержують дані від контролерів нижнього рівня ієрархії у мехатронних системах.

Програмування мікроконтролерів звичайно здійснюється мовою Асемблер або Сі, хоча існують компілятори для інших мов, наприклад, Фортран. Використовуються також вбудовані інтерпретатори Бейсика.

Продуктивність ПЛК оцінюється за наступними параметрами:

  • тривалість контролерного циклу (період зчитування значень із каналів вводу, обробки в процесорі й запису в канали виводу);
  • час виконання команд (окремо логічних, з фіксованою й із плаваючою точкою);
  • пропускна здатність шини між контролером і модулями вводу-виводу;
  • пропускна здатність промислової мережі;
  • час циклу опитування всіх контролерів в одномастерній мережі або цикл обігу маркера для багатомастерних мереж з маркером.

Контролер у системах автоматизації виконує циклічний алгоритм, що включає введення даних і розміщення їх в ОЗП, обробку даних і виведення.

Тривалість контролерного циклу (його ще називають робочим циклом) залежить від кількості модулів вводу-виводу й наявності в них замаскованих (виключених із процедури обміну) входів-виходів, розраховується для кожної конфігурації мехатронної системи окремо.

При інтенсивній математичній обробці даних (наприклад, при цифровій фільтрації, інтерполяції або ідентифікації об’єкта керування в режимі нормального функціонування системи) тривалість контролерного циклу суттєво залежить від швидкодії процесорного модуля. У контролерний цикл входить також обслуговування апаратних ресурсів ПЛК, контроль часу циклу, мережевий обмін, керування багатозадачністю, відображення процесу виконання програми на дисплеї тощо.

Перед початком роботи ПЛК виконує завантаження операційної системи й програми користувача, початкове тестування апаратури. ПЛК звичайно може працювати в режимі налагодження, покрокового виконання програми, перегляду й редагування значень змінних тощо.

У процесі функціонування ПЛК дані, уведені із пристроїв вводу, „розташовуються” в ОЗП й протягом робочого циклу контролера не змінюються. Пряме читання входу під час виконання одного циклу не виконується. Це прискорює процес обробки даних і виключає непередбачені ситуації.

Вимоги до тривалості контролерного циклу суттєво залежать від області застосування ПЛК. При керуванні тепловими процесами тривалість циклу може становити одиниці й десятки секунд, у завданнях для керування верстатами вона вимірюється мілісекундами, при опитуванні датчиків температури на елеваторі контролерний цикл вимірюється годинами.

Час реакції контролера – це інтервал часу від моменту появи впливу на систему (з боку модулів вводу або оператора) до моменту „вироблення” (розрахунку) відповідної реакції. Час реакції контролера залежить від тривалості робочого циклу контролера, який визначається швидкодією модулів вводу-виводу й продуктивністю процесора.

У контролерах для відповідальних використань можуть бути передбачені наступні функції самодіагностики:

  • виявлення помилок центрального процесора;
  • сигналізація про спрацьовування сторожового таймера;
  • виявлення відмови батареї або джерела живлення;
  • виявлення збою пам’яті;
  • перевірка програми користувача; виявлення виходу з ладу запобіжника;
  • виявлення обриву або короткого замикання у колі датчика й навантаження.

У контролерах для систем протиаварійного захисту і сигналізації, а також для небезпечних промислових об’єктів може бути передбачена можливість резервування окремих частин системи: промислової мережі, процесорного модуля або контролера, джерела живлення, мережевого сервера, замкнених контурів автоматичного регулювання, модулів вводу- виводу. Об’єктом резервування звичайно є найбільш відповідальна або найбільш ненадійна частина системи.

Надійність контролерів характеризується наробітком на відмову, яка визначається відношенням сумарного часу працездатного стану контролера до математичного очікування числа його відмов протягом цього часу або наробітком до відмови – часом від початку експлуатації до першої відмови. Надійність пов’язана із припустимими механічними перевантаженнями – амплітудою вібрації в необхідному діапазоні частот, припустимим прискоренням при ударі.

Для підвищення безпеки систем автоматизації в контролерах використовуються команди для установки початкового стану виходів відразу після подачі живлення або в аварійному режимі. Ці стани вибираються таким чином, щоб після відновлення напруги живлення при випадковому його перериванні або в аварійному режимі системи виконавчі пристрої перебували в безпечному для персоналу або системи стані.

Наприклад, у системах з нагріванням безпечним буде стан відключеного нагрівача. Наявність команд керування безпечними станами дозволяє реалізувати операцію автоматичного рестарту мехатронної системи після переривання живлення або після відновлення працездатного стану. Здатність контролера переводити свої виходи в заздалегідь певний стан відразу після виявлення зниження напруги живлення або після внутрішньої відмови називається відмовостійким відключенням.

Якщо повторний запуск ПЛК виконується після того, як усі динамічні дані (змінні входів-виходів, стан внутрішніх регістрів, таймерів, лічильників, програмні контексти) були повернуті в заздалегідь певний стан, то такий запуск називається холодним рестартом. Холодний рестарт може бути як ручним, так і автоматичним.

Гарячим рестартом називають повторний запуск ПЛК, який виконується настільки швидко після провалу живлення, що всі динамічні змінні не встигають змінитися й тому працездатність відновлюється таким чином, що живлення „неначе й не пропадало”.

Завадостійкість контролера звичайно оцінюється за його відповідністю комплексу стандартів за електромагнітною сумісністю.

Промислові контролери використовують гальванічну ізоляцію для усунення паразитних зв’язків по загальному провіднику, землі й для захисту обладнання від високих напруг.

Пристрої збору даних та пристрої вводу-виводу відіграють ключову роль у сучасних технологічних системах, забезпечуючи збір, обробку та передачу інформації для подальшого аналізу та використання. Ці пристрої є необхідною складовою будь-якої автоматизованої системи, незалежно від її області застосування.

Пристрої збору даних включають сенсори, датчики, сканери та інші пристрої, які збирають інформацію з навколишнього середовища або інших джерел. Ці дані потім передаються до системи обробки для аналізу та подальшого використання.

Після збору даних вони піддаються обробці та аналізу за допомогою спеціалізованих комп’ютерних програм або алгоритмів. Це дозволяє витягти корисну інформацію з великих обсягів даних та приймати обґрунтовані рішення на їх основі.

Протилежно до пристроїв збору даних, пристрої вводу-виводу включають в себе виходи, мотори та інші пристрої, які виконують команди, що надходять з системи керування. Ці пристрої реагують на оброблені дані та виконують необхідні дії або виводять результати обробки.

Деякі пристрої вводу-виводу призначені для взаємодії з користувачем, такі як клавіатури, монітори, сенсорні екрани тощо. Ці пристрої дозволяють користувачам взаємодіяти з автоматизованою системою, вводити дані, отримувати результати аналізу та керувати пристроями.

У сучасному світі пристрої збору даних та пристрої вводу-виводу використовуються в різних галузях, включаючи промисловість, сільське господарство, медицину, транспорт та інші. Вони допомагають підвищити ефективність та надійність роботи систем, забезпечуючи збір, обробку та використання інформації для прийняття обґрунтованих рішень.

Принципово важливою характеристикою пристроїв збору даних та пристроїв вводу-виводу є їх здатність до інтеграції з іншими системами. Це дозволяє створювати складні технологічні системи, які об’єднують різноманітні пристрої та обладнання для досягнення спільних цілей.

Програмне забезпечення, що використовується з пристроями збору даних та пристроями вводу-виводу, часто дозволяє здійснювати моніторинг та управління процесами в реальному часі. Це дозволяє операторам та системам автоматизації швидко реагувати на зміни у середовищі або умовах виробництва.

Пристрої збору даних та пристрої вводу-виводу часто мають вбудовані механізми захисту від випадкових помилок, втрати даних або несанкціонованого доступу. Це дозволяє забезпечити безпеку та надійність операцій в системах, де даний аспект має велике значення, наприклад, у медичних або військових додатках.

Технології пристроїв збору даних та пристроїв вводу-виводу постійно розвиваються та вдосконалюються. Це означає, що нові моделі та версії пристроїв постійно випускаються з новими функціями, покращеною продуктивністю та збільшеною надійністю.

В цілому, пристрої збору даних та пристрої вводу-виводу відіграють важливу роль у сучасних технологічних системах, забезпечуючи збір, обробку та використання інформації для прийняття рішень, керування процесами та взаємодії з користувачами. Їх роль є критичною в багатьох галузях, від промисловості до медицини, і продовжує розвиватися разом з ростом технологічного прогресу.

Мікропроцесори є ключовими компонентами в сучасних обчислювальних системах та  використовуються в різноманітних пристроях, починаючи від персональних комп’ютерів і закінчуючи побутовою технікою. Ці невеликі, але потужні чипи мають значний вплив на наш повсякденний життя і  стали необхідною складовою сучасного технологічного прогресу. Ось кілька ключових аспектів мікропроцесорів:

Мікропроцесори мають здатність виконувати мільйони операцій за секунду, що дозволяє їм обробляти великі обсяги даних та виконувати складні обчислення. Це дозволяє створювати швидкі та потужні обчислювальні пристрої.

Також вони використовуються в широкому спектрі пристроїв, включаючи комп’ютери, смартфони, планшети, побутові прилади, медичне обладнання та інше. Це свідчить про універсальність та важливість мікропроцесорів у сучасному світі.

Сучасні мікропроцесори стають все більш енергоефективними, що дозволяє збільшувати продуктивність пристроїв при зменшенні споживання енергії. Це є важливим фактором у розвитку мобільних технологій та бездротових пристроїв.

Мікропроцесори також використовуються у вбудованих системах, які вбудовані безпосередньо в інші пристрої та обладнання, такі як медичні прилади, автомобільна електроніка, системи безпеки та інші. Це дозволяє створювати розумні та автоматизовані системи, які полегшують наше життя та підвищують безпеку.

Сучасні мікропроцесори постійно вдосконалюються, з’являються нові моделі зі збільшеною продуктивністю, покращеною ефективністю та новими функціями. Це дозволяє підтримувати темпи технологічного прогресу та розвитку нових продуктів і послуг.

Узагальнюючи, мікропроцесори відіграють критичну роль у сучасному світі, забезпечуючи обчислювальну потужність, ефективність та універсальність для широкого спектру пристроїв і систем. Їхній постійний розвиток та вдосконалення визначають напрямок технологічного прогресу і впливають на всі сфери людського життя.

  1. Як класифікують датчики за принципом дії?
  2. Вкажіть основні характеристики датчиків.
  3. Який принцип дії потенціометричних датчиків?
  4. За якою схемою вмикаються тензометричні датчики?
  5. Що таке енкодер та який принцип його дії?
  6. Які типи електромагнітних датчиків вам відомі?
  7. В чому полягає різниця між аналоговою та дискретною формою представлення даних?
  8. Які складові входять у структуру „інтелектуальних” датчиків?
  9. Які складові входять у типову структуру логічного мікроконтролера?
  10. Вкажіть основні характеристики мікроконтролерів.

 

  1. Ловейкін В.С. Мехатроніка: навчальний посібник / В.С. Ловейкін, Ю.О. Ромасевич, Ю.В. Човнюк. – К., 2012. – с. 12-30, 70-100.
  2. Устенко М.О. Діджиталізація: основа конкурентоспроможності підприємства в реаліях цифрової економіки / М.О. Устенко, А.О. Руських. – Вісник економіки транспорту і промисловості, 2019. Випуск №68. – с. 181-192.

На систему комп’ютерного керування промислового об’єкта покладають наступні основні функції:

  • приймання даних, одержуваних за допомогою інформаційних модулів (наприклад, даних про стан об’єкта й навколишнього середовища);
  • обробка цих даних згідно алгоритмів керування об’єкта;
  • пересилання команд керування, одержаних у результаті реалізації алгоритму керування, на виконавчі модулі.

Для реалізації цих функцій до складу системи комп’ютерного керування повинні входити:

  • обчислювальний пристрій, що служить для реалізації алгоритму розв’язку завдання керування;
  • інтерфейсний пристрій, що служить для обміну даними й командами керування з інформаційними та виконавчими системами.

Залежно від способів організації обчислювального й інтерфейсного пристрою відповідно змінюється й загальна організація системи комп’ютерного керування. Розглянемо й порівняємо різні способи організації системи комп’ютерного керування об’єкта.

До системи комп’ютерного керування об’єкта може пред’являтися ряд різних вимог, наприклад:

  • вимоги до швидкодії;
  • вимоги до надійності;
  • вимоги (обмеження) за вартістю;
  • вимоги (обмеження) щодо споживаної потужності;
  • вимоги (обмеження) щодо масогабаритних характеристик;
  • вимоги щодо стійкості впливу зовнішніх факторів;
  • вимоги, що обмежують негативний вплив на зовнішнє середовище.

На організацію й структуру системи комп’ютерного керування, власне кажучи, істотний вплив виявляють тільки перші три з перерахованих вимог, у той час як інші вимоги виявляються або залежними від перших трьох, або задовольняються за рахунок конструктивних рішень. Тому подальше дослідження й порівняння різних способів організації системи комп’ютерного керування об’єкта будемо здійснювати саме на основі вимог щодо швидкодії, надійності й вартості.

Під швидкодією системи комп’ютерного керування будемо розуміти величину, обернено пропорційну часу розв’язування задач керування об’єктом. Чим менший цей час, тим більше буде швидкодія системи комп’ютерного керування.

Надійність – це властивість системи зберігати в часі здатність виконання необхідних функцій.

У нашому випадку під цією функцією слід розуміти здатність системи комп’ютерного керування вирішувати задачі керування за час, що не перевищує заданий. Очевидно, що ця здатність і буде залежати від здатності інтерфейсної частини передавати дані між інформаційною й виконавчою системами об’єкта й обчислювальною частиною системи комп’ютерного керування, а також від здатності обчислювальної частини пристрою системи комп’ютерного керування реалізувати алгоритм керування за необхідний час.

Під вартістю системи комп’ютерного керування будемо розуміти вартість апаратних засобів, необхідних для її реалізації. Очевидно, що вартість системи комп’ютерного керування складається з вартості апаратних засобів обчислювальної та інтерфейсної частин.

Оцінимо різні способи організації системи комп’ютерного керування мехатронного об’єкта з погляду виділених критеріїв. Розглянемо спочатку різні способи організації частин системи комп’ютерного керування окремо, а потім зведемо отримані оцінки й загальну оцінку системи комп’ютерного керування.

Можна виділити три способи організації обчислювального пристрою системи комп’ютерного керування (рис. 4.1).

R4.1
Рис. 4.1. Способи організації обчислювального пристрою

Однопроцесорна централізована організація обчислювального пристрою системи комп’ютерного керування означає наявність одного процесорного вузла, на який покладається функція реалізації алгоритму керування об’єкта (рис. 4.2).

R4.2
Рис. 4.2. Однопроцесорна централізована організація обчислювального пристрою

До переваг такої системи комп’ютерного керування можна віднести простоту її організації й відносно низьку вартість. Однак, з іншого боку, така організація системи комп’ютерного керування має й ряд істотних недоліків, а саме:

1) низька надійність, оскільки відмова процесорного вузла приводить до відмови всієї системи комп’ютерного керування;

2) низька швидкодія, оскільки реалізація алгоритму керування в цьому випадку буде здійснюватися послідовним способом.

У випадку керування складним об’єктом швидкодія однопроцесорної системи комп’ютерного керування, як правило, виявляється недостатньою для керування в реальному часі. У цьому випадку використовують розподілений ієрархічний спосіб організації системи комп’ютерного керування. Узагальнена структура системи комп’ютерного керування, що використовує такий спосіб організації обчислювального пристрою, наведена на рис. 4.3.

R4.3
Рис. 4.3. Структура системи комп’ютерного керування з розподіленою ієрархічною організацією обчислювального пристрою

Обчислювальний пристрій системи комп’ютерного керування будується у вигляді багаторівневої ієрархічної мережі процесорних вузлів, у якій кожному процесорному вузлу верхнього рівня підкоряється кілька процесорних вузлів нижнього рівня (на рис. 4.3 показано два рівні).

Розподілений ієрархічний спосіб має ряд переваг:

  • по-перше, за рахунок „розпаралелювання” процедур реалізації алгоритму керування між окремими процесорними вузлами забезпечується більш висока швидкодія;
  • по-друге, підвищується надійність обчислювального пристрою, оскільки відмова деяких процесорних вузлів нижнього рівня може не приводити до катастрофічних наслідків для всього мехатронного об’єкта в цілому.

Однак недоліки в такої організації обчислювального пристрою системи комп’ютерного керування теж є:

  • по-перше, суттєво збільшується вартість ієрархічного розподіленого пристрою в порівнянні з однопроцесорною організацією обчислювального пристрою;
  • по-друге, так само в системі залишається „вузьке місце”, а саме, процесорний вузол верхнього рівня, відповідальний за організацію спільної роботи всіх процесорних вузлів нижнього рівня;
  • по-третє, у даній структурі взаємодія процесорних вузлів нижнього рівня один з одним може відбуватися тільки через процесорний вузол верхнього рівня, що, у свою чергу, може приводити до значних часових затримок при обміні даними між ними й, як наслідок, до зниження швидкодії системи комп’ютерного керування в цілому.

Перерахованих недоліків дозволяє уникнути спосіб розподіленої децентралізованої організації обчислювального пристрою системи комп’ютерного керування.

На відміну від розподіленої ієрархічної організації системи комп’ютерного керування при розподіленій децентралізованій організації системи комп’ютерного керування (рис. 4.4.) відсутня яка-небудь підпорядкованість одних процесорних вузлів перед іншими.

R4.4
Рис. 4.4. Структура системи комп’ютерного керування з розподіленою децентралізованою організацією обчислювального пристрою

У принципі, усі процесорні вузли, що входять в обчислювальний пристрій системи комп’ютерного керування, можуть бути рівні з погляду функціональних можливостей.

Така організація системи комп’ютерного керування об’єкта, яка в літературі називається колективом обчислювачів, відкриває перспективи досягнення цілого ряду переваг:

  • по-перше, система буде мати дуже високу надійність;
  • по-друге, забезпечується можливість прямого обміну даними між будь- якими парами процесорних вузлів, а не через процесорний вузол верхнього рівня.

У той же час, незважаючи на явно виражені потенційні переваги розподіленої децентралізованої організації системи комп’ютерного керування, практично відсутні приклади її застосування в реальних об’єктах. Це викликане, очевидно, складностями організації обчислювального процесу при розв’язку завдань керування об’єктом в такому колективі рівноправних процесорних вузлів.

У таблиці 4.1 зведені якісні оцінки розглянутих способів організації обчислювального пристрою системи комп’ютерного керування за прийнятим вище критеріям.

Таблиця 4.1. Способи організації взаємодії та їх характеристики.

R4.4a

Розглянемо тепер варіанти організації інтерфейсної частини системи комп’ютерного керування з погляду критеріїв швидкодії, надійності й вартості.

Можна виділити три типи інтерфейсів, які можуть використовуватися для обміну даними між обчислювальним пристроєм системи комп’ютерного керування й іншими підсистемами об’єкта (рис. 4.5).

R4.5
Рис. 4.5. Типи інтерфейсів системи комп’ютерного керування об’єкта

Аналоговий інтерфейс означає використання в складі об’єкта інформаційних і виконавчих модулів першого покоління, обмін даними з якими здійснюється у формі електричного сигналу. Для перетворення аналогових даних, що надходять із інформаційної підсистеми, у цифрові, доступні для обробки в обчислювальному пристрої, до складу системи комп’ютерного керування необхідно ввести ряд аналогово-цифрових перетворювачів (АЦП) (рис.4.6.).

R4.6
Рис. 4.6. Узагальнена структура об’єкта керування з аналоговими інтерфейсами

До недоліків аналогового інтерфейсу слід віднести його низьку надійність, викликану слабкою перешкодозахищеністю, і обмеження на довжину ліній зв’язку, а також високу вартість необхідної кабельної мережі, оскільки кожне джерело й кожний приймач даних повинні бути з’єднані окремою лінією зв’язку.

У той же час, аналогові інтерфейси відносно дешеві, що обумовлює їх досить широке застосування в побутових приладах, у яких немає довгих ліній зв’язку для передачі аналогових сигналів і до яких не пред’являються підвищені вимоги по надійності.

Наступний клас інтерфейсів становлять цифрові дуплексні інтерфейси, прикладом яких, зокрема, є інтерфейси RS-232, RS-422, ARINC429.

Використання таких інтерфейсів у системі комп’ютерного керування можливо у випадку застосування в складі об’єкта керування інформаційних і виконавчих модулів другого покоління, що забезпечують обмін даними зі системою комп’ютерного керування в цифровому виді (рис. 4.7).

При цьому кожний інформаційний і виконавчий модуль, що входить до складу об’єкта керування, повинен підключатися до системи комп’ютерного керування за допомогою окремого контролера. На відміну від аналогового інтерфейсу цифровий дуплексний інтерфейс має велику перешкодозахищеність із меншими обмеженнями на дальність передачі даних, що забезпечує більш високу надійність.

Однак, кабельна мережа при цьому не зменшується, оскільки знов-таки кожний модуль повинен бути пов’язаний із системою комп’ютерного керування окремою лінією зв’язку, тобто вартість буде досить високою. Тому цифрові дуплексні інтерфейси донедавна використовувалися при створенні системи комп’ютерного керування об’єктів, до яких пред’являлися досить високі вимоги по надійності, але масогабаритні й вартісні характеристики були не настільки великі.

R4.7
Рис. 4.7. Узагальнена структура мехатронного об’єкта із цифровим дуплексним інтерфейсом (КЦДІ - контролер цифрового дуплексного інтерфейсу)

Нарешті, третій клас інтерфейсів становлять цифрові мережеві інтерфейси, які в цей час знаходять усе більш широке застосування при створенні сучасних складних об’єктів керування. Узагальнена структура об’єкта, що використовує інтерфейси такого типу, наведена на рис. 4.8.

R4.8
Рис. 4.8. Узагальнена структура об’єкта керування з мережевим інтерфейсом

У цьому випадку обмін даними між системами комп’ютерного керування, виконавчою та інформаційною системами об’єкта здійснюється за допомогою деякої комутаційної мережі (шини), до якої за допомогою контролера мережевого інтерфейсу підключається обчислювальний пристрій системи комп’ютерного керування. У якості прикладів подібної комутаційної мережі (шини) можна привести мережі типу MIL, STD, 1553B, CAN, Ethernet.

До переваг мережевої організації інтерфейсів мехатронного об’єкта слід віднести:

  • високу перешкодозахищеність внаслідок використання цифрових даних;
  • практична відсутність обмежень на дальність передачі даних;
  • зменшення довжини кабельної мережі у порівнянні з аналоговим і цифровим дуплексним інтерфейсами.

У таблиці 4.2 наведені якісні оцінки різних типів інтерфейсів системи комп’ютерного керування об’єктів з погляду прийнятих вище критеріїв.

Таблиця 4.2. Типи інтерфейсів та їх характеристики.

R4.8a

Отже найбільш ефективним способом організації системи комп’ютерного керування мехатронного об’єкта з погляду критеріїв швидкодії, надійності й вартості є розподілена децентралізована організація обчислювального пристрою системи комп’ютерного керування з мережевим інтерфейсом.

Обмін інформацією між пристроями, що входять до складу цифрової системи (комп’ютерами, контролерами, датчиками, виконавчими пристроями), відбувається в загальному випадку через промислову мережу.

Промислові мережі відрізняються від офісних наступними властивостями:

  • спеціальними конструктивними виконаннями, що забезпечують захист від пилу, вологи, вібрації, ударів;
  • широким температурним діапазоном (звичайно від -40 до +70°С);
  • підвищеною міцністю кабелю, ізоляції, роз’ємних з’єднань, елементів кріплення;
  • підвищеною стійкістю до впливу електромагнітних перешкод;
  • можливістю резервування для підвищення надійності;
  • підвищеною надійністю передачі даних;
  • можливістю самовідновлення після збою;
  • детермінованістю (визначеністю) часу доставки повідомлень;
  • можливістю роботи в реальному часі (з малою, постійною й відомою величиною затримки);
  • роботою з довгими лініями зв’язку (від сотень метрів до декількох кілометрів).

Промислові мережі звичайно не виходять за межі одного підприємства. Однак з появою Ethernet та Internet, для промислових мереж стали застосовувати ту ж класифікацію, що й для офісних:

  • LAN (Local Area Network) – мережі, розташовані на обмеженій території (у цеху, офісі, у межах заводу);
  • MAN (Metropolitan Area Network) – мережі міст;
  • WAN (Wide Area Network) – глобальна мережа, що охоплює кілька міст або континентів. Звичайно для цього використовують Інтернет-технологію.

У цей час налічується більш 50 типів промислових мереж (Modbus, Profibus, DeviceNet, CANopen, LonWorks, ControlNet, SDS, Seriplex, ArcNet, BACnet, FDDI, FIP, FF, ASI, Ethernet, WorldFIP, Foundation Fieldbus, Interbus, BitBus). Однак широко розповсюдженими є тільки частина з них. В останні роки зріс інтерес до мереж на основі DeviceNet та CANopen.

Промисловою мережею називають комплекс обладнання та програмного забезпечення, які забезпечують обмін інформацією (комунікацію) між декількома пристроями. Промислова мережа є основою для побудови розподілених систем збору даних і керування.

Оскільки мережеві інтерфейси можуть бути невід’ємною частиною пристроїв, що з’єднуються, а мережеве програмне забезпечення виконується на основному процесорі промислового контролера, то відокремити мережеву частину від пристроїв, поєднуваних у мережу, іноді фізично неможливо.

З іншого боку, зміну однієї мережі на іншу часто можна виконати за допомогою заміни мережного програмного забезпечення й мережного адаптера або введенням перетворювача інтерфейсу, тому часто той самий тип програмних логічних контролерів може використовуватися в мережах різних типів.

З’єднання промислової мережі з її компонентами (пристроями, вузлами мережі) виконується за допомогою інтерфейсів. Мережевим інтерфейсом називають логічну й (або) фізичну границю між пристроєм і середовищем передачі інформації. Звичайно цією границею є набір електронних компонентів і пов’язаного з ними програмного забезпечення. При істотних модифікаціях внутрішньої структури пристрою або програмного забезпечення інтерфейс залишається без змін.

Найбільш важливими параметрами інтерфейсу є пропускна здатність і максимальна довжина кабелю, що підключається. Промислові інтерфейси звичайно забезпечують гальванічну розв’язку між пристроями, що з’єднуються. Найпоширеніші в промисловій автоматизації послідовні інтерфейси RS-422, RS-485, RS-232, Ethernet, CAN, HART та інші.

Для обміну інформацією взаємодіючі пристрої повинні мати однаковий протокол обміну. У найпростішій формі протокол – це набір правил, які керують обміном інформацією. Він визначає синтаксис і семантику повідомлень, операції керування, синхронізацію стану при комунікації. Протокол може бути реалізований апаратно, програмно або програмно-апаратно. Назва мережі звичайно збігається з назвою протоколу, що пояснюється його визначальною роллю при створенні мережі.

Звичайно мережа використовує кілька протоколів, що утворюють стек протоколів – набір зв’язаних комунікаційних протоколів. Для більшості мереж стек протоколів реалізований за допомогою спеціалізованих мережних мікросхем або вбудований в універсальний мікропроцесор.

У будь-якій моделі взаємодії можна виділити пристрій, який керує іншим (підлеглим) пристроєм. Пристрій, що виявив ініціативу в обміні, називають ведучим або майстром (Master). Пристрій, який відповідає на запити майстра, називають веденим або підлеглим (Slave). Ведений пристрій ніколи не починає комунікацію першим. Він чекає запиту від ведучого й тільки відповідає на запити.

Передача інформації в мережі виконується через канал між передавальним і прийомним пристроєм. Канал є поняттям теорії інформації й містить у собі лінію зв’язку й пристрої для прийому і передачі. У загальному випадку замість терміну „лінія зв’язку” використовують термін „середовище передачі”, у якості якої може виступати, наприклад, оптоволокно, ефір або вита пара проводів.

Мережі можуть мати топологію зірки, кільця, шини або змішану. „Зірка” у промисловій автоматизації використовується рідко. Кільце використовується в основному для передачі маркера в багатомастерних мережах. Шинна топологія є загальноприйнятою, що є однією із причин застосування терміна „промислова шина” замість „промислова мережа”. До загальної шини в різних місцях може бути підключена довільна кількість пристроїв.

Основними параметрами промислових мереж є продуктивність і надійність. Продуктивність мережі характеризується часом реакції й пропускною здатністю.

Час реакції мережі визначається як інтервал часу між запитом ведучого пристрою й відповіддю веденого за умови, що ведений пристрій має таку малу затримку „вироблення” відповіді на запит, що нею можна знехтувати.

Пропускна здатність мережі визначає кількість інформації, яка переноситься мережею в одиницю часу. Вона вимірюється в бітах за секунду й залежить від швидкодії мережних приймачів, передавачів і середовища передачі.

Важливою характеристикою промислових мереж є надійність доставки даних. Надійність характеризується коефіцієнтом готовності, ймовірністю доставки даних, передбачуваністю часу доставки, безпекою, стійкістю до відмов. Коефіцієнт готовності дорівнює відношенню часу наробітку до настання відмови до суми часу наробітку до відмови й часу відновлення після відмови.

Стандартний міжнародний протокол взаємодії сільськогосподарської техніки ISOBUS (ISO 11783) є важливим інструментом для забезпечення сумісності та інтеграції різноманітних сільськогосподарських пристроїв та обладнання. Цей протокол визначає стандарти для обміну даними та керування між різними електронними пристроями, що використовуються в сільському господарстві, такими як трактори, комбайни, сівалки, розпилювачі та інші.

Основними перевагами ISOBUS є:

  • Сумісність та інтеграція: ISOBUS дозволяє різним виробникам сільськогосподарської техніки створювати пристрої, які можуть взаємодіяти та працювати разом. Це сприяє створенню інтегрованих систем, які мають більшу функціональність та ефективність.
  • Стандартизація: ISOBUS встановлює стандарти для обміну даними та керування, що спрощує розробку та імплементацію нових сільськогосподарських пристроїв. Це дозволяє виробникам швидше випускати нові продукти на ринок та зменшує витрати на дослідження та розробку.
  • Підвищення продуктивності: Завдяки можливості взаємодії та обміну даними між різними пристроями, ISOBUS дозволяє автоматизувати та оптимізувати різні сільськогосподарські процеси, що призводить до підвищення продуктивності та зменшення витрат.
  • Зручність в експлуатації: ISOBUS спрощує взаємодію з різними сільськогосподарськими пристроями для операторів. Один універсальний термінал керування може використовуватися для керування різними пристроями без необхідності встановлення окремих пультів керування для кожного пристрою.

Незважаючи на переваги, ISOBUS також має свої виклики, включаючи складність конфігурації та інтеграції, а також потребу у високій якості та надійності електронних компонентів.

Усупереч цим викликам, стандартний міжнародний протокол взаємодії сільськогосподарської техніки ISOBUS є важливим кроком у напрямку створення інтегрованих та ефективних сільськогосподарських систем, які сприяють підвищенню продуктивності та стійкості аграрного виробництва.

  1. Які основні функції покладаються на систему комп’ютерного керування об’єкта?
  2. Назвіть способи організації обчислювального пристрою системи комп’ютерного керування.
  3. Приведіть приклади різних типів інтерфейсів системи комп’ютерного керування об’єкта.
  4. Що таке промислова мережа?
  5. Які типи даних вам відомі у розподілених системах на основі промислових мереж?

 

  1. Ловейкін В.С. Мехатроніка: навчальний посібник / В.С. Ловейкін, Ю.О. Ромасевич, Ю.В. Човнюк. – К., 2012. – с. 209-229.
  2. Устенко М.О. Діджиталізація: основа конкурентоспроможності підприємства в реаліях цифрової економіки / М.О. Устенко, А.О. Руських. – Вісник економіки транспорту і промисловості, 2019. Випуск №68. – с. 202-243.

Інтерфейс RS-485 є одним із найпоширеніших у цифрових системах керування. Його використовують промислові мережі Modbus, Profibus, Dp, Interbus, LON і безліч нестандартних мереж. Зв’язане це з тим, що за всіма основними показниками даний інтерфейс є найкращим із усіх можливих при сучасному рівні розвитку технології.

Основними його перевагами є:

  • двосторонній обмін даними всього по одній витій парі проводів;
  • робота з декількома трансиверами, підключеними до одної і тієї ж лінії, тобто можливість організації мережі;
  • велика довжина лінії зв’язку;
  • досить висока швидкість передачі даних.

Принципи побудови.

В основі побудови інтерфейсу RS-485 лежить диференціальний спосіб передачі сигналу, коли напруга, яка відповідає рівню логічної одиниці або нуля, відраховується не від „землі”, а вимірюється як різниця потенціалів між двома передавальними лініями: Data+ i Data- (рис. 5.1). При цьому напруга кожної лінії відносно „землі” може бути довільною, але вона не повинна виходити за діапазон -7…+12 В.

R5.1
Рис. 5.1. З’єднання трьох пристроїв з інтерфейсом RS-485 по двопровідній схемі

Приймачі сигналу є диференціальними, тобто сприймають тільки різницю між напругами на лінії Data+ i Data-. При різниці напруг не менше 200 мВ, до +12 В вважається, що на лінії встановлене значення логічної одиниці, при напрузі менше -200 мВ, до -7 В – логічного нуля.

Диференціальна напруга на виході передавача у відповідності зі стандартом повинна бути не меншою 1,5 В, тому при порозі спрацьовування приймача 200 мВ перешкода (у тому числі спадання напруги на омічному опорі лінії) може мати розмах 1,3 В над рівнем 200 мВ. Такий великий запас необхідний для роботи на довгих лініях з великим омічним опором. Фактично саме цей запас по напрузі й визначає максимальну довжину лінії зв’язку (1200 м) при низьких швидкостях передачі (менше 100 кбіт/с).

Інтерфейс RS-485 має дві версії: двопровідну й чотирипровідну. Двопровідна використовується для напівдуплексної передачі (рис. 5.1), коли інформація може передаватися в обох напрямках, але в різний час. Для повнодуплексної (дуплексної) передачі використовують чотири лінії зв’язку: по двох інформація передається в одному напрямку, по двох іншим – у зворотному (рис. 5.2).

R5.2
Рис. 5.2. Чотирипроводне з’єднання пристроїв з інтерфейсом RS-485

Недоліком чотирипровідної (рис. 5.2) схеми є необхідність жорсткого визначення ведучого та веденого на стадії проектування системи, у той час як у двопроводній схемі будь-який пристрій може бути як у ролі ведучого, так і веденого. Перевагою чотирипровідної схеми є можливість одночасної передачі й приймання даних, що буває необхідно при реалізації деяких складних протоколів обміну.

Топологія мереж на основі інтерфейсу RS-485 визначається необхідністю усунення явища відбиття у лінії передачі. Оскільки відбиття походять від будь-якої неоднорідності, то єдино правильною топологією мережі буде така, яка виглядає як єдина лінія без відводів, до якої не більш ніж в 32 точках підключені пристрої з інтерфейсом RS-485 (рис. 5.3, а). Будь-які варіанти, у яких лінія має довгі відводи або з’єднання декількох кабелів в одній точці (рис. 5.3, б), приводять до відбиття і зниження якості передачі.

R5.3
Рис. 5.3. Правильна (а) і неправильна (б) топології мережі на основі інтерфейса RS-485

Однак сказане справедливо тільки для високих швидкостей передачі (більш 9600 біт/с), коли ефекти відбиття впливають на вірогідність передачі. Для низьких швидкостей довжина відводу може бути довільною.

Якщо існує необхідність розгалуження лінії, то це можна зробити за допомогою повторювачів інтерфейсу або концентратора (хаба). Повторювачі дозволяють розділити лінію на сегменти, у кожному з яких виконуються умови узгодження за допомогою двох термінальних резисторів і не виникають ефекти, пов’язані з відбиттями від кінців лінії, а довжина відводу від лінії до повторювача завжди може бути зроблена досить малою.

Розширення граничних можливостей.

Стандарт RS-485 допускає підключення не більш 32 приймачів до одного передавача. Ця величина обмежується потужністю вихідного каскаду передавача при стандартному вхідному опорі приймача 12 кОм. Кількість навантажень (приймачів) може бути збільшена за допомогою потужніших передавачів, приймачів з більшим вхідним опором і проміжних ретрансляторів сигналу (повторювачів інтерфейсу).

У деяких випадках потрібно з’єднати пристрої на відстані більш 1200 м або підключити до однєї мережі більше 32 пристроїв. Це можна зробити за допомогою повторювачів (ретрансляторів) інтерфейсу.

Інтерфейси RS-232 і RS-422.

Інтерфейс RS-422 використовується набагато рідше, ніж RS-485 і, як правило, не для створення мережі, а для з’єднання двох пристроїв на великій відстані (до 1200 м), оскільки інтерфейс RS-232 працездатний тільки на відстані до 15 м. Кожний передавач RS-422 може бути навантажений на 10 приймачів. Інтерфейс працездатний при напрузі до ±7 В. У табл. 5.1 наведено порівняння основних характеристик трьох найбільш популярних інтерфейсів, використовуваних у промисловій автоматизації.

Таблиця 5.1. Порівняння інтерфейсів RS-232, RS-422, RS-485

R5.3a

CAN (Control Area Network) – послідовна магістраль, що забезпечує з’єднання в мережу „інтелектуальних” пристроїв введення/виводу, датчиків і виконавчих пристроїв деякого механізму або навіть підприємства. Характеризується протоколом, який забезпечує можливість знаходження на магістралі декількох ведучих пристроїв, що забезпечують передачу даних у реальному масштабі часу й корекцію помилок, високою завадостійкістю.

Система CAN забезпечена великою кількістю мікросхем, що забезпечують роботу підключених до магістралі пристроїв, розробку яких починала фірма BOSH для використання в автомобілях, і в цей час широко використовуваних в мехатронних системах, зокрема у автомобільній промисловості. Основні характеристики CAN-інтерфейсу представлені у табл. 5.2.

Таблиця 5.2. Основні параметри CAN-інтерфейсу.

зображення_2026-09-06_230916677

CAN-інтерфейс призначений для організації високонадійних недорогих каналів зв’язку в розподілених системах керування. Інтерфейс широко застосовується в промисловості, енергетиці й на транспорті. Він дозволяє будувати дешеві канали зв’язку і високошвидкісні мережі.

Швидкість передачі задається програмно. Користувач вибирає швидкість, виходячи з відстаней, числа абонентів і ємності ліній передачі (табл. 5.3)

Таблиця 5.3. Відповідність між відстанню та швидкістю передачі даних

зображення_2026-09-06_231046892

Максимальне число абонентів, підключених до даного інтерфейсу фактично визначається навантажувальною здатністю застосованих приймачів та передавачів. Наприклад, при використанні трансивера фірми PHILIPS PCA82C250 вона рівна 110.

Протокол CAN використовує оригінальну систему адресації повідомлень. Кожне повідомлення забезпечується ідентифікатором, який визначає призначення переданих даних, але не адресу приймача. Будь-який приймач може реагувати як на один ідентифікатор, так і на декілька. На один ідентифікатор можуть реагувати кілька приймачів.

Протокол CAN має розвинену систему виявлення й сигналізації помилок. Загальна ймовірність невиявленої помилки 4,7×10-11. Система арбітражу протоколу CAN виключає втрату інформації й часу при „зіткненнях” на шині.

Інтерфейс із застосуванням протоколу CAN легко адаптується до фізичного середовища передачі інформації. Це може бути диференціальний сигнал, оптоволокно, просто відкритий колектор тощо. Нескладно виконується гальванічна розв’язка. Елементна база, що підтримує CAN, широко випускається в індустріальному виконанні.

Існує багато систем, де складно обійтися без безпровідних мереж або де їх застосування бажане:

  • датчики й виконавчі пристрої на рухомих частинах конвеєрів, вітряних млинів, ліфтів, міксерів, візків для переміщення вантажів по цеху, на крилах літаків, на підшипниках двигунів, на роботах, у пересувних лабораторіях, датчики на тілі людей та тварин;
  • об’єкти, у яких небажано свердлити стіни або псувати дизайн: офісні будинки, у яких установлюється пожежна й охоронна сигналізація, датчики для систем обігріву й кондиціювання повітря, для моніторингу механічних напруг у конструкціях будинків; у системах „розумного будинку” (керування освітленням приміщення, кондиціюванням, обігрівом, охоронними датчиками, побутовими приладами тощо);
  • епізодичне програмування й діагностика ПЛК, коли прокладати постійні кабелі не вигідно;
  • дистанційне зчитування показань лічильників, самописців;
  • об’єкти з агресивними середовищами, вібрацією; об’єкти, що перебувають під високою напругою або в місцях, не зручних для прокладки кабелю;
  • відстеження траєкторії руху транспорту, моніторинг сільськогосподарських культур, моніторинг шкідливих викидів тощо;
  • будь-які об’єкти, для яких відомо, що вартість кабелів, кабельних каналів, опор та інших пристроїв, а також робіт з монтажу й обслуговування суттєво перевищує вартість безпровідної системи, що їх заміняє, за умови відсутності жорстких вимог до надійності доставки повідомлень у реальному часі;
  • об’єкти у вибухонебезпечних зонах.

У більшості застосувань безпровідні мережі дозволяють досягти наступних переваг у порівнянні із провідниковими мережами:

  • суттєво знижується вартість установки датчиків;
  • виключається необхідність профілактичного обслуговування кабелів;
  • виключаються дорогі місця у розгалуженні кабелів;
  • зменшується кількість кабелів;
  • зменшуються витрати праці й часу на монтаж і обслуговування системи;
  • знижується вартість системи за рахунок виключення кабелів;
  • знижується вимоги до навчання персоналу монтажної організації;
  • прискорюється налагодження системи й пошук несправностей;
  • забезпечується зручна модернізація системи.

Оскільки реконфігурація системи і її монтаж стають набагато більш простими, безпровідні мережі можна використовувати й у традиційних областях застосування кабельних зв’язків, коли вартість кабелю й монтажу виявляється вищою, ніж установка безпровідної системи.

Найбільше поширення одержали три типи безпровідних мереж: Bluetooth, Wi-Fi та ZigBee. Протоколи цих мереж розроблені й підтримуються організаціями, які мають такі самі назви. Тому в назві мереж звичайно вказують посилання на стандарт. Усі три мережі використовують частотний діапазон, який не має ліцензії 2,4 ГГц.

У цей час існує три широко розповсюджені стандарти на безпровідникові мережі: Bluetooth, Zig-Bee і Wi-Fi. Пристрої для цих мереж не вимагають одержання ліцензії (що в багатьох випадках важливо), хоча й вимагають реєстрації.

Bluetooth був спроектований на базі стандарту ІЕЕЕ 802.15.1 спеціально для заміни кабеля при з’єднанні різних пристроїв офісної й побутової техніки з використанням частотного діапазону 2,4 ГГц [58]. Специфікація Bluetooth підтримується організацією SIG (Bluetooth Special Interest Group), яка утворена в 1998 р., що включає 1900 членів. У системах автоматизації Bluetooth зручний для запису програм у ПЛК, дистанційного зчитування показників з накопичувачів інформації.

Він організований у вигляді „пікомереж” (piconet), у яких один ведучий пристрій здійснює взаємодію не більш ніж із сьома веденими. Ведені пристрої можуть взаємодіяти один з одним тільки через ведучий. Кожний пристрій може бути членом чотирьох пікомереж одночасно, але головним може бути тільки в одній з них. Такий пристрій виконує роль моста між пікомережами. Декілька взаємодіючих пікомереж утворюють так звану scatternet („розкидану мережу”).

Трафік у мережі організований з тимчасовим поділом каналів і дуплексною передачею. Тимчасовий поділ здійснюється інтервалами (тимчасовими слотами) довжиною в 625 мкс. Ведучі пристрої можуть починати передачу тільки протягом інтервалів з непарними номерами, ведені відповідати протягом парних інтервалів. Протягом кожного інтервалу можна передати 366 біт.

В Bluetooth використовується широкосмугова модуляція типу FHSS. Перехід з однієї частоти на іншу виконується за випадковим законом, який установлюється для кожного з’єднання індивідуально. Це підвищує ступінь захисту інформації. Несуча частота змінюється 1600 раз у секунду. Швидкість передачі рівна 433,9 кбіт/с.

Якщо пікомережі розташовані близько одна від одної, то вони можуть впливати одна на одну, оскільки між ними немає ніякої синхронізації. Щоб зменшити ймовірність взаємовпливу, використовується адаптивний метод стрибкоподібної зміни частоти АБН.

Кожний Bluetooth-пристрій має 48-бітову адресу. Більшість Bluetooth-пристроїв мають потужність передавача 1 мВт, однак дозволений наступний ряд потужностей, що ділить усі пристрої на три класи:

  • клас 1 – до 100 мВт (максимальна дальність на відкритому просторі до 100 м);
  • клас 2 – до 2,5 мВт (максимальна дальність на відкритому просторі до 15 м);
  • клас 3 – до 1 мВт (максимальна дальність на відкритому просторі до 5 м).

Можна назвати наступні переваги технології Bluetooth: малі розміри обладнання, простота використання, безпека передачі інформації (завдяки аутентифікації та кодуванню), гарна підтримка стандартів. До недоліком можна віднести відносно велике споживання енергії й неможливість побудови мереж складної конфігурації. Ці особливості пов’язані з тим, що Bluetooth вирішує проблему заміни кабелів для пристроїв, що підключаються до комп’ютера, а не проблему створення безпровідної мережі.

Wi-Fi.

Основне призначення технології Wi-Fi (Wireless Fidelity – „бездротова точність”) – безпровідникове розширення мереж Ethernet. Вона використовується також там, де небажано або неможливо використовувати провідникові мережі, наприклад, для передачі інформації від рухомих частин механізмів; там, де не можна свердлити стіни; на великому складі, де комп’ютер потрібно носити із собою.

Wi-Fi розроблений консорціумом Wi-Fi на базі серії стандартів ІЕЕЕ802.11 (1997 р.) і забезпечує швидкість передачі від 1…2 до 54 Мбіт/с. Wi-Fi-консорціум розробляє прикладні специфікації для втілення стандарту Wi-Fi у життя, виконує тестування й сертифікацію продукції інших фірм на відповідність стандарту, організує виставки, забезпечує необхідною інформацією розроблювачів Wi-Fi-обладнання.

Незважаючи на те що стандарт ІЕЕЕ 802.11 був ратифікований ще в 1997 р., мережі Wi-Fi одержали широке поширення тільки в останні роки, коли суттєво знизилися ціни на серійне мережне обладнання. У промисловій автоматизації з безлічі стандартів серії 802.11 використовуються тільки два: 802.11b зі швидкістю передачі до 11 Мбіт/с і 802.11g (до 54 Мбіт/с).

Wi-Fi використовує метод доступу до мережі, у якому для зниження ймовірності виникнення конфліктів, помилок та інших неузгодженостей (так званих колізій) використані наступні принципи:

  • перш ніж станція почне передачу, вона повідомляє, як довго вона буде займати канал зв’язку;
  • станція не може почати передачу, поки не мине зарезервований раніше час;
  • учасники мережі не знають, чи прийнятий їх сигнал, поки не одержать підтвердження про це;
  • якщо дві станції почали працювати одночасно, вони зможуть довідатися про це тільки по тому факту, що не одержать підтвердження про приймання;
  • якщо підтвердження не отримане, учасники мережі вичікують випадковий проміжок часу, щоб почати повторну передачу.

Дальність зв’язку засобами Wi-Fi сильно залежить від умов поширення електромагнітних хвиль, типу антени й потужності передавача. Типові значення, що вказуються виготовлювачами обладнання, становлять 100-200 м у приміщенні й до декількох кілометрів на відкритій місцевості із застосуванням зовнішньої антени й при потужності передавача 50-100 мВт.

Разом з тим, за повідомленням німецького щотижневика Coputerwoche під час змагань по дальності зв’язку був зафіксований зв’язок на відстані 89 км із застосуванням стандартного обладнання стандарту ІЕЕЕ 802.11b (2,4 ГГц) і супутникових антен („тарілок”). У книзі рекордів Гіннеса зафіксований також Wi-Fi-зв’язок на відстані 310 км із застосуванням антен, піднятих на велику висоту за допомогою повітряних куль.

Архітектура мережі Wi-Fi Стандарт ІЕЕЕ 802.11 встановлює три варіанти топології мереж:

  • незалежні базові зони обслуговування (Independent Basic Service Sets – IBSS);
  • базові зони обслуговування (Basic Service Sets – BSS);
  • розширені зони обслуговування (Extended Basic Service Sets – EBSS).

Під зоною обслуговування тут розуміється набір логічно згрупованих пристроїв. Кожна зона обслуговування має свій ідентифікатор (Service Set Identifier – SSID). Станція-приймач використовує SSID для визначення того, з якої зони обслуговування приходить сигнал.

В архітектурі IBSS станції зв’язуються безпосередньо одна з одною без використання точки доступу й без можливості приєднання до провідникової локальної мережі. Зона обслуговування IBSS використовується звичайно для об’єднання в мережу малої кількості станцій, оскільки в ній не передбачена можливість ретрансляції сигналу для збільшення дальності зв’язку.

При використанні BSS станції спілкуються одна із одною через загальний центральний вузол зв’язку, що називається точкою доступу. Точка доступу звичайно підключається до провідникової локальної мережі.

Розширена зона обслуговування виходить при об’єднанні декількох BSS у єдину систему за допомогою розподільної системи, у якості якої може виступати провідна мережа.

Проблеми безпровідних мереж можуть виникати з різних причин і впливати на їхню ефективність та надійність. Деякі з основних проблем безпровідних мереж включають:

  • Перешкоди та втрати сигналу: Безпровідні мережі можуть зазнавати втрат сигналу через перешкоди, такі як стіни, меблі або інші об’єкти. Це може спричиняти зниження швидкості передачі даних або втрату зв’язку.
  • Перевантаження мережі: При великій кількості підключених пристроїв та високому обсязі передачі даних може виникати перевантаження безпровідної мережі, що призводить до зниження швидкості передачі даних та нестабільності зв’язку.
  • Проблеми з безпекою: Безпровідні мережі можуть стати об’єктом атак з боку зловмисників, таких як перехоплення даних, вторгнення в систему або вірусні атаки. Це може підірвати конфіденційність та цілісність даних, що передаються по мережі.
  • Обмежений діапазон передачі: Безпровідні мережі оперують в обмежених діапазонах частот та можуть зазнавати конфліктів з іншими пристроями, які використовують ті самі частоти. Це може обмежити доступність та швидкість передачі даних.

Для розв’язання цих проблем можна використовувати різні стратегії:

  • Використання технологій множинного доступу: Технології, такі як CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), дозволяють уникнути конфліктів між пристроями у безпровідних мережах шляхом координації доступу до каналу передачі даних.
  • Використання потужніших антен та підсилювачів сигналу: Встановлення потужніших антен та підсилювачів сигналу може допомогти зменшити втрати сигналу та покращити покриття мережі.
  • Шифрування та захист мережі: Використання шифрування та захисту мережі, такого як WPA/WPA2, допомагає забезпечити безпеку передачі даних та запобігти несанкціонованому доступу до мережі.
  • Оптимізація розташування пристроїв та точок доступу: Розташування безпровідних пристроїв та точок доступу відповідно до оптимальних параметрів може допомогти зменшити перешкоди та покращити якість сигналу.

Загалом, розв’язання проблем безпровідних мереж вимагає комплексного підходу, що включає в себе технологічні та організаційні заходи для забезпечення надійності та ефективності мережі.

  1. Зобразіть правильну та неправильну топологію мережі на основі інтерфейса RS-485.
  2. В яких випадках бажано використовувати безпровідну передачу даних у цифрових системах?
  3. Вкажіть проблеми, які притаманні безпровідним мережам та шляхи їх вирішення.
  4. Які переваги та недоліки характерні для безпровідної мережі Bluetooth?
  5. Яка максимальна швидкість передачі даних у безпровідній мережі Wi­Fi?
  6. Назвіть методи перевірки помилок у даних, які передаються каналом зв’язку, та поясність їх суть?

 

  1. Ловейкін В.С. Мехатроніка: навчальний посібник / В.С. Ловейкін, Ю.О. Ромасевич, Ю.В. Човнюк. – К., 2012. – с. 209-229.
  2. Устенко М.О. Діджиталізація: основа конкурентоспроможності підприємства в реаліях цифрової економіки / М.О. Устенко, А.О. Руських. – Вісник економіки транспорту і промисловості, 2019. Випуск №68. – с. 202-243.
x