Информационное обеспечение предприятия сопряжено с перемещением больших массивов информации, хранимых в территориально распределенных ЭВМ, на значи-тельные расстояния. От того, насколько оперативного передается и перерабатывается эта информация, зависит эффективность производства. Разработка качественного плана работы цеха на месяц диспетчером цеха, рационального сменно-суточного задания мастером участка возможны только на основе объективной информации, поступающей от непосредственных исполнителей. Взаимодействие технологов, конструкторов, обеспечивающих производство служб, предполагает постоянный обмен текущей информацией. В связи с этим стала развиваться концепция построения систем управления, как всего предприятия, так и его отдельных подразделений, на основе локально-вычислительных сетей (ЛВС).

Под локальной сетью понимают надежную высокоскоростную систему связи, которая обеспечивает взаимосвязь устройств (пунктов) обработки информации равноправным или иерархически подчиненным способом либо с помощью комбинации обоих способов в пределах определенной ограниченной площади (предприятия, цеха, отдела). С функциональной точки зрения, локальные сети представляют собой каналы различной конфигурации с ветвями и узлами. Узлами могут быть программируемые персональные компьютеры, микропроцессорные комплексы, УЧПУ, УВК  и др.

Локально-вычислительная сеть предприятия объединяет все его структурные подразделения (цеха, отделы, службы). Основой для топологии сети оставляет организационная структура предприятия. Внедрение сети позволяет оперативно обмениваться  информацией заинтересованным службам. Например, конструктора и технологи работают в условиях постоянного взаимодействия. Начальники цехов тесно связаны с диспетчерской службой завода. Общая сеть подразделяется на подсети, действующие внутри одного отдела. Например, технологический отдел – своя подсеть, в которую подключены персональные компьютеры технологов.

Локальную сеть характеризуют следующие три основных элемента: 1) базовые средства; 2) структура; 3) методы и средства передачи сигналов;

1) Базовые средства представляют собой физический канал, используемый для взаимосвязи узлов сети. Их подразделяют на ограниченные (витая пара проводов, коаксиальный кабель, оптико-волоконный кабель) и неограниченные (радио- и микроволновые, инфракрасные и другие сигналы). Средства волоконной оптики не нашли пока широко применения в локальных сетях, прежде всего, в силу отсутствия достаточно разработанных и надежных контактных разъемов, хотя в дальнейшем их применение весьма перспективно. В настоящее время наиболее эффективным базовым средством следует считать коаксиальный кабель.

2) Структура. Существует несколько способов объединения компьютеров в локальную сеть. Наиболее широко используются топологии «звезда», «общая шина» или магистраль, «кольцо». Топология «звезда» предполагает, что каждый компьютер подключен с помощью отдельного кабеля к объединяющему устройству и характеризуется централизованной схемой передачи данных. Суммарная длина соединительных кабелей здесь наибольшая по сравнению с другими схемами. Отказ центрального процессора выводит из работы всю локальную сеть.  В топологии «кольцо» данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Кольцевая структура является распределенной, но также требует значительного расхода кабеля и имеет ограниченную способность к расширению. Выход из строя узла может вывести из строя всю сеть, если не предусмотрены обходные цепи. Топология «общая шина»  (магистральная) предполагает использование одного кабеля, к которому подключены все компьютеры сети. Магистральная конфигурация характеризуется определенным усложнением структуры потока данных и наличием устройств, идентифицирующих сообщения и управляющих их приемом и передачей. В то же время здесь затраты кабеля наименьшие. Подобная конфигурация удобна для расширения, и, что особенно важно, выход из строя какого-либо узла при такой структуре не вызывает потери работоспособности всей системы. Возможны и комбинации названных структур. Несколько локальных сетей, выполненных с помощью различных топологий, можно объединить в единую сеть.

3) Методы и средства передачи сигналов. ЛВС обеспечивает соединение большого числа оборудования разной мощности и отличающихся друг от друга устройств.

В ЛВС осуществляется перемещение, хранение и переработка информации по запросам пользователей, имеющих доступ к сети, и удаленных от центров (узлов) обработки информации. Удаленность пользователей от этих центров принципиального значения не имеет. ЛВС имеют следующие преимущества перед автономно работающими ЭВМ:

- существенно расширяется перечень услуг, предоставляемых абонентам сети;

- улучшается качество обслуживания абонентов сети за счет того, что создаются распределенные базы данных;

- абоненты получают доступ к памяти любого объема, имеющегося в сети;

- имеется возможность создания библиотек прикладных программ.

Существующие стандарты для ЛВС обеспечивают связь между компьютерами на расстоянии до 6 км. В то же время ЛВС – это совокупность независимых, связанных между собой вычислительных систем или ЭВМ, ориентированных на совместное использование таких общественных ресурсов, как машинное время, память, программы, массивы данных. Главной целью при разработке ЛВС является возможность эксплуатации совместных интерфейсов посредством протоколов обмена.

Для подключения компьютера к локальной сети необходимо устройство, называемое сетевым адаптером. Современные сетевые адаптеры обеспечивают передачу информации со скоростью 10…100 Мбит (миллионов бит) в секунду. При объединении компьютеров, расположенных на более значительном расстоянии друг от друга (в разных городах, странах), говорят о глобальной сети. Основным (наиболее массовым в настоящее время, но далеко не единственным) каналом передачи данных в этом случае является телефонный канал. Устройство, необходимое для подключения компьютера к телефонной линии, называется модемом. Скорость передачи данных здесь меньше, чем в локальных сетях и находится в существенной зависимости от качества канала связи и типа модема. В настоящее время наблюдается тенденция к подключению локальных сетей к мировой глобальной сети Internet.

Относительно малая протяженность ЛВС обусловливает их специфику и уникальные возможности. Первые локальные сети развились в комплексах, где расстояния допускали использование скоростных и дешевых методов передачи данных. Если организовать ЛВС с одной общей большой магистралью, то для такой сети характерны следующие недостатки:

- к сети подключаются разнородные абоненты и ею сложно управлять;

- возрастают задержки передачи данных.

Поэтому более рационально строить ЛВС с большим числом разнородных абонентов по принципу подсетей с функциональной специализацией, а емкость подсетей приводить в соответствие с возможностями ресурсов отдельных абонентов. Большая емкость ЛВС в этом случае получается путем использования иерархической структуры из магистралей отдельных подсетей, которые соединяются между собой при помощи специальных устройств – мостов.

Мост – программно-аппаратное средство, обеспечивающее поддержание информационного взаимодействия двух одинаковых локальных вычислительных сетей (подсистем) и обеспечивающий маршрутизацию данных.

Исходя из принципа функциональной специализации (модульности), каждая магистраль подключается к общей магистрали автономно. Благодаря этому в ЛВС имеются независимые подсети, каждая из которых развивается по своим законам, в соответствии с производственной ситуацией, не вызывая изменения в других подсетях, подключенных к мосту.

Если мостов в ЛВС больше 1, то их можно соединить друг с другом отдельной магистралью. Мост выполняет, кроме того, функции согласования скоростей передачи данных. При необходимости передачи данных за пределы ЛВС целесообразно применять специальный элемент модульной структуры – шлюз.

Шлюз – программно-аппаратное средство, обеспечивающее поддержание информационного взаимодействия двух несовместимых локальных вычислительных систем и обеспечивающее маршрутизацию и передачу данных между разными сетями. Шлюзы должны обеспечивать согласование сетевых протоколов, скоростей передачи данных, прозрачность маршрутизации данных различных сетей.

На предприятиях локально-вычислительные сети объединяют не только структурные подразделения, но и группы оборудования. В этом случае ЛВС образуют линии связи в структурах ЧПУ класса DNC. Такие сети, получившие название микролокальной сети управления, взаимодействуют с ЛВС предприятия. Особенность этой сети в том, что в ее состав входят разнородные устройства управления локальными объектами производства (устройства ЧПУ станка и робота, программируемые контроллеры, микропроцессорные системы специального назначения), а также управляющая ЭВМ на основе персонального компьютера, которая, собственно, и несет в себе основные функции управления производственным подразделением (участком, станочным модулем).

Вариант с управляющей ЭВМ предпочтителен; в особенности, если гибкий производ-ственный модуль (ГПМ) имеет расширенный состав оборудования, например два станка и внутренний транспорт (рис. 3.3), хотя принципиально управляющая ЭВМ может отсутствовать, а функ­ции системы управления ГПМ в этом случае перераспределяются между локальными системами различного назначения.

Электрическая несовместимость компонентов микролокальной сети преодолевается аппаратным способом путем организации специальных интерфейсов. Логическую несовместимость компонентов микролокальной сети преодолевают программно-математическим способом путем поддержания специальной коммуникационной среды, обеспечивающей информационное взаимодействие устройств управления и управляющей ЭВМ. Архитектура микролокальной сети повторяет в миниатюре архитектурные решения больших локальных сетей

Поддержание информационного обмена состоит в обработке всех данных, циркулирующих между локальными устройствами ГПМ. Типичными для ГПМ информационными посылками являются управляющие программы ЧПУ (для станка, робота), таблицы коррекций инструмента, команды управления рабочими циклами, информация обратной связи о характере протекания рабочих процессов

Передача данных по ЛВС  должна быть одновременно быстрой и надежной и регламентируется определенными правилами.

Набор правил взаимодействия между абонентами сети называют протоколами передачи данных, или сетевыми протоколами.

Протоколы определяют  порядок обмена информацией между сетевыми объектами. Они позволяют взаимодействующим рабочим станциям (абонентским пунктам) посылать друг другу вызовы, интерпретировать данные, обрабатывать ошибочные ситуации и выполнять множество других функций. Суть протоколов заключается в регламентации обмена точно специфицированными командами и ответами на них. Они определяют формат, способ синхронизации, порядок следования информационных сообщений, фиксируют начало и конец кадра, который несет в себе данные, формирует и принимает сигнал со скоростью, присущей пропускной способности канала. Кроме того, протоколы высоких уровней реализуют доступ отдельных терминалов к процессам, программ к удаленным файлам, удаленный ввод заданий, обмен графической информацией и т.д.