Параметры линейки промышленных компьютеров Rokcwell Automation 5 глава

Для обеспечения совместимости модемов согласуются следующие параметры:

− скорость передачи данных;

− требования DTE-устройств;

− вид передачи (асинхронная – ADSL или синхронная – SDSL);

− тип интерфейса (RS-232, MIL 188, EIA-449, IEEE 488, CCITT V.24);

− тип стандарта связи (UL, CSA, FCC и т.д.);

− время ответа модема.

В качестве примера на табл. 6.4 показана зависимость максимальной скорости модемов асинхронной передачи цифровых данных (стандарт ADSL) от числа каналов при использовании выделенной телефонной линии.

Таблица 6.4

Параметры модемов для асинхронной передачи данных
по выделенной телефонной линии

Базовая скорость	Количество каналов	Скорость
1,536 Мбит/с		1,536 Мбит/с
1,536 Мбит/с		3,072 Мбит/с
1,536 Мбит/с		4,608 Мбит/с
1,536 Мбит/с		6,144 Мбит/с
2,048 Мбит/с		2,048 Мбит/с
2,048 Мбит/с		4,096 Мбит/с
2,048 Мбит/с		6,144 Мбит/с

Максимально возможная скорость линии зависит от ряда факторов, включающих длину линии и толщину телефонного кабеля. Характеристики линии ухудшаются с увелияяяяячением его длины и уменьшением сечения провода. В табл. 6.4 показаны несколько вариантов зависимости скорости от параметров линии.

Выпускаются интегрированные сервисные модули (ISUS) – оборудование ОСЕ для обслуживания цифровых каналов данных в сети DOS систем point-to-point и point-to-multipoint (рис. 6.31). Модуль ISU составляют два компонента: модуль обслуживания данных (DSU), соединенный по RS-232, и модуль обслуживания канала (CSU), передающий цифровой сигнал по линии связи.

 

Р и с. 6.31. Передача информации по цифровой линии передачи

Расширение стандарта V.34, позволяющее одновременно передавать данные и голос (DSVD – Digital Simultaneous Voice and Data), обеспечивает одновременную передачу данных и речи за счет мультиплексирования пакетов, подобных пакетам ATM. Такие модемы поддерживают скорость обмена 33600 и 57600 бит/с.

Стоимость модемного канала на выделенной линии складывается из ежемесячных расходов на выделенную линию, которые прямо пропорциональны допустимой скорости связи. Система наиболее эффективна, если максимальная скорость связи модема совпадает с максимально допустимой скоростью передачи выделенного канала, к которому подключен модем. Основные поставщики телефонных модемов: DATA-LINC Group (модемы LLM1000, DLM4000/2400, DLM4000/14.4), Millie Applied Research (137-001, 148-001), Motorola (202T, V.32E), Альфа Телекс (Альфа-Линк 128) и др. [118].

Радиомодемы выпускаются для топологий point-to-point, point-to-multipoint или multipoint-to-multipoint приложений. Для радиомодемов в первую очередь выбирается полоса радиочастот, в которой они работают. Другие важные критерии – время задержки на отклик и требуемая скорость передачи. Одной из разработок фирмы Microwave Data Systems (MDS) являются UHF-радиомодемы, обеспечивающие передачу данных со скоростью до 384 кбит/с в полосе 50...500 кГц в диапазоне 56...512 МГц. Они совместимы с мультиплексорами различных производителей и могут применяться для усовершенствования существующих малоканальных радиорелейных систем, для межзоновой связи в многозоновых, транкинговых системах. Основные производители радиомодемов: ESTeem, DATA-LING Group, Metricom, Microwave Data Systems (MDS), Метран и др. [121].

Сетевые модемы предназначены для интеграции сетей, функционирующих на различных физических линиях, а также для уплотнения информации, поступающей от оборудования полевого уровня. Например, модем М50/200-Р предназначен для уплотнения каналов связи при передаче сигналов телеинформации в четырех (двух) проводных линиях путем выделения надтональной части спектра и последующей низкоскоростной передачи информации (50-200 бод) при одновременном обмене одним речевым и двумя цифровыми потоками информации по независимым каналам. М одем Метран-68 предназначен для реализации сбора данных по HART-протоколу с удаленных точек в SCADA-системах [134].

Спутниковые модемы обычно поставляются и настраиваются владельцем спутника. Если каждое удаленное место связывается со спутником на своей частоте, то потребуются демодуляторы для каждой частоты на мастер-станции. Например, модемы Globalstar используют стандартное программное обеспечение протокола V.32/V42/V42bis и совместимы с операционными системами Windows 95/98/2000/NT, Macintosh OS, UNIX/Linux. Существует несколько типов модемов (GSP1620, GSP1620x1, GSP1620x2), различающихся количеством каналов приема/передачи (1 или 2), длиной кабеля от антенны до модема, исполнением корпуса. Диаметр антенны – 103 мм. Диапазон частот приема/передачи – 2,5/1,6 ГГц, максимальная выходная мощность – 500 мВт. Скорость передачи данных – от 300 бит/с до 115 кбит/с.

Модемы сотовой, мобильной телефонии обеспечивают удаленный доступ к оборудованию АСКУЭ по стандартам GSM/GPRS/EGDE. Более подробно сотовая, мобильная связь описана в подразделе 7.6.

Модемы линий электропитания легко интегрируются в АСКУЭ. Для этого достаточно иметь линию электропитания или другое средство электропитания, интерфейс RS-232 или RS-485. Линии электропитания предназначены для передачи информации между энергообъектами, и здесь их доля составляет около 80%. Поскольку силовые линии были спроектированы исключительно для поставки электроэнергии, технология связи должна справляться с характерными для ЛЭП помехами, генерируемыми оборудованием, а именно модуляцией импеданса; спектральным искажением; пульсацией и скачками напряжения; узкополосной и гармонической интерференцией [119, 120].

Основные из наиболее широко распространённых технологий, используемых в модемах, – FSK (Frequency Shift Keying – частотная манипуляция) и SS (Spread Spectrum – растяжение спектра). FSK обычно уязвима к шумам и искажениям, которые могут появиться в узкой полосе несущей частоты. Схема SS «размазывает» передаваемые данные по доступной полосе частот и собирает исходный сигнал с помощью корреляционного устройства, в котором полученный сигнал коррелируется с опорным сигналом. Распределение данных по всему спектру частот делает сигнал более устойчивым к шумам и помехам. Дополнительные цифровые фильтры и схемы коррекции ошибок увеличивают надёжность связи.

Например, модем МИР МС-01 обеспечивает удаленное подключение интеллектуальных датчиков по кабельным линиям 6-10 кВ. Универсальный модем ЦМТ-3 может подключаться через ЛЭП, по радиоканалу и выделенным линиям к датчикам АСКУЭ, обеспечивая передачу данных со скоростью до 300-600 Бод. Производители модемов линий электропередач: Adaptive Networks (модем AN192STIO), DATA-LINC Group (LCM100-M LCM100-R), Yitran Communications Corp (модем IT800 с контроллером M16C/6S производства Renesas Technology), ПРОСОФТ-E и др.

7. ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СЕТИ

7.1. Классификация сетей

Телекоммуникационная сеть применительно к АСКУЭ представляет собой информационно-измерительную систему, в которую входят источники измерительной информации, каналы передачи сигналов, коммутационная аппаратура, устройства сбора, маршрутизация, логико-арифметическая обработка и визуализация информации, программно-аппаратный комплекс, осуществляющий управление работой всей сети. Основные сокращения, термины, стандарты и определения в области сетевых коммуникаций приведены в прил. 7.

В литературе по коммуникационным технологиям обычно выделяется несколько основных классификационных признаков сетей, представленных на рис. 7.1 [20, 23, 52, 105, 121, 124, 125-127].

Локальная сеть (Local Area Network, LAN) – сетьуровня лаборатории, офиса, цеха, здания, группы зданий, предприятия. В локальной сети источники и потребители информации (абоненты) располагаются компактно, на расстоянии не более 1000 м. Для связи между абонентами локальной сети используются средне– и высокоскоростные (0,01...100 Гбит/с) каналы передачи информации: витые пары, коаксиальные кабели, волоконно-оптические и беспроводные линии связи. Соединение, группирование и параметрическое согласование аппаратуры абонентов с каналами связи производится через сетевые адаптеры, концентраторы, коннекторы, разъемы, маршрутизаторы и т.д. Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть порядка р_ош =10^-7 – 10^-8;

Абонентами сети могут являться любые технические устройства, имеющие аппаратуру формирования и обмена стандартными информационными посылками в виде двоичного цифрового кода. Устройства могут быть обслуживаемыми оператором и необслуживаемыми. Необслуживаемые абоненты функционируют автономно в автоматическом режиме или управляются через сеть дистанционно. Такое устройство в зависимости от выполняемых функций и наличия оператора называется автоматизированным рабочим местом (АРМ), терминалом, абонентской машиной, станцией, узлом. Например, АРМ – рабочая станция сети, оборудованная промышленным или персональным компьютером (ПК), миникомпьютером или программируемым контроллером с функциями визуализации и обмена информацией.

 

Р и с. 7.1. Классификация сетей

В производственных условиях или на объектах типа территориальных узлов учета энергии и энергоносителей локальные сети могут разбиваться на подуровни – телемеханический (полевая сеть датчиков, счетчиков и исполнительных механизмов), управления и автоматизации (сеть контроллеров, устройств сбора и обработки информации), информационно-управляющий (сеть менеджмента, диспетчеризации).

В таких сетях автоматизированное рабочее место является верхним иерархическим звеном над полевым и контроллерным уровнями. В свою очередь, несколько АРМ объединяются в классическую, локальную компьютерную сеть. На рис. 7.2 в качестве примера приведен фрагмент информационной промышленной локальной сети EtherNet/IP, в которой функции АРМ выполняют промышленные компьютеры.

Глобальная сеть (Wide Area Network, WAN) объединяет удаленные локальные сети, сегменты локальных сетей и абонентские точки посредством радиорелейного канала, линий АТС, сотовой и спутниковой связи через специализированные устройства – модемы. Модем (модулятор-демодулятор) осуществляет перевод формата информационной посылки сети в формат выбранного канала связи. Каналы связи могут быть собственными или арендованными. Скорость передачи информации определяется в основном особенностями канала связи, техническими возможностями аппаратуры и обычно ниже, чем в локальной сети.

Конвергированная сеть (IntraNet, ExtraNet) классифицируется как средняя сеть и сочетает признаки локальной и глобальной сетей. Примеры – корпоративная и городская (Metropolitan Area Network, MAN) сети. Физической средой этих сетей в большинстве вариантов могут быть оптоволоконные линии связи по стандарту FDDI (Fiber Distributed Data Interface) со скоростями на магистралях от 100 Мбит/с.

Р и с. 7.2. Локальная сеть Ethernet/IP на тонком коаксиальном кабеле:
1 – АРМ; 2 – Т-коннектор (соединитель ПК с коаксиальным кабелем); 3 – репитер;
4 – коаксиальный кабель; 5 – терминатор (75-омный резистор);
6 – В-коннектор (кабельный соединитель), ТС – терминальная сеть

По топологическому признаку сети характеризуются видами подсоединения абонентов к информационному каналу: «звезда», «общая шина», «кольцо» (рис. 7.3, а, б, в соответственно), «дерево», ячеистая структура и др. Например, средние сети MAN обычно используют топологию двойной шины DQDB (Distributed Queue Dual Bus). Данные передаются в обоих направлениях по своим шинам, при этом два узла в сети связываются с помощью дуплексного подключения.

а б в

Р и с. 7.3. Варианты топологии соединений абонентов в локальной сети:
а – «звезда»; б – общая шина; в – «кольцо»

При наличии в сети только двух узлов любая топология вырождается в топологию «точка-точка» (point to point). При объединении нескольких разнотипных локальных сетей или при подключении этих сетей к глобальной сети могут возникать сложные комбинированные топологии, требующие введения аппаратуры и протоколов согласования сетей. С увеличением числа абонентов и объемов потоков информации возникают проблемы, связанные с многоуровневой адресацией посылок и выбором оптимальных маршрутов движения информации по сети с учетом ее загруженности. Необходимо также предотвращать потерю информации вследствие внешних и взаимных помех, нарушений работы линий связи и промежуточных узлов (ретрансляторов, базовых станций и т.д.).

Функции управления сетями возложены на специальное сетевое программное обеспечение (CПО), которое может создаваться под иерархические сети с централизованным управлением или под одноранговые сети. В сети с централизованным управлением, характерной для крупного предприятия или района, выделяется один мощный ПК (рис. 7.3, а, б), содержащий базу данных, систему управления базой данных (СУБД) и ПО управления обменом данными по сети. Диск этого ПК называется файл-сервером и в той или иной мере доступен всем остальным абонентам сети. На файл-сервере работает специальная сетевая операционная система (СОС). Существуют разновидности СОС, управляющие правами абонентов обмениваться информацией между собой, минуя файл-сервер. Одноранговые сети не содержат в своем составе выделенных серверов (рис. 7.3, в). Функции управления сетью передаются по очереди от одного АРМ к другому. Если в составной или многоуровневой сети применяется аппаратура с ПО разных производителей, то согласованная работа осуществляется под управлением OPC-сервера. OPC-технология (OLE for Process Control) разработана международной организацией OPC Foundation и определяет способ обмена данными между двумя программами на ПЭВМ под управлением ОС Windows.

Среди известных СОС – UNIX, Windows NT, Windows 9x, Windows 2000, Windows XP, Novell NetWare, Microsoft Lan Manager, VINES и др.

 

7.2. Передача информации в сетях

Данные, циркулирующие между абонентами, представляются в таком виде, который обеспечивает возможность ее обработки техническими средствами и учитывает функциональные уровни сети. На табл. 7.1 представлена эталонная открытая функциональная сетевая архитектура OSI (Open System Interconnection basic reference model), включающая семь сетевых уровней.

Не все типы сетей в полном объеме соответствуют эталону. Некоторые уровни в них могут объединяться или вообще не включаться в стек протоколов. В качестве иллюстрации в третьем столбце показаны уровни более ранней и наиболее распространенной сетевой технологии TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol), созданной при формировании глобальной сети Internet. Стек протоколов TCP/IP является межсетевым, т.е. обеспечивает совместную работу локальных сетей разных типов и глобальной сети Internet.

Протокол – правила взаимодействия смежных вертикальных уровней, которые задаются соответствующим набором соглашений о форматах сообщений и порядке их следования во временной шкале. Примеры протоколов приведены в четвертом столбце табл. 7.1.

Таблица 7.1

Структура сети протоколов

Номер уровня	Уровни OSI	Уровни TCP/IP	Примеры протоколов
	Приложений (Application Layer)	Прикладной	WWW, SNMP, FTP, Тelnet, SMTP, TFTP
	Представления данных (Presentation Layer)
	Сеансовый (Session Layer)
	Транспортный (Transport Layer)	Транспортный	TCP, UDP
	Сетевой (Network Layer)	Межсетевого взаимодействия	IP, ICMP, RIP, OSPF, ARP
	Управления передачей данных (Data Link) – канальный	Сетевых интерфейсов	Ethernet, Fast Ethernet, PPP, FDDI, 100VG-AnyLAN, Frame relay, X.25, CAN, HART, AS-i
	Физический (Phisical Layer)

Протоколы первого уровня описывают физические, электрические и процедурные характеристики установления подключения, поддержания соединения и разъединения абонента с информационным каналом.

Протоколы второго уровня регламентируют управление информационным каналом: защиту от ошибок, контроль дискретных каналов, мультиплексирование передаваемых блоков информации. Дискретный канал – совокупность канала связи и модема. Данные по дискретному каналу передаются в виде организованных последовательностей двоичных знаков (битов), из которых формируются восьмибитовые символы (байты). Из байтов составляются информационные посылки – кадры. Передача данных управляется побайтно или побитно.

Протоколы третьего уровня определяют приоритеты обслуживания сообщений, выбор маршрутов движения информации, доступ к базе данных сервера.

Протоколом четвертого уровня осуществляется поиск и идентификация места подключения абонента к сети; контроль ошибок, потерь и задержек сообщений с последующим восстановлением на приемном конце; мультиплексирование информации для передачи.

На пятом уровне обеспечивается согласованное взаимодействие между абонентами, участвующими в сеансе связи.

На шестом – кодовое преобразование (например, в формат ASCII), шифрование и сжатие информации.

Протокол седьмого уровня приложений отвечает за поддержку прикладного программного обеспечения абонентов.

При передаче информации от одного абонента к другому или на уровень сервера она поэтапно, в соответствии с функциональными слоями, преобразуется и «обрастает» дополнительными данными, связанными с адресацией и управлением ее движением. На рис. 7.4 в качестве примера представлена структура информационного пакета (фрейма), формируемого в процессе движения от одного ПК к другому в информационной ЛС Ethernet.

Пример выбран из соображений, что сеть Ethernet в силу распространенности и высокого уровня стандартизации является базовым эталоном для оценки достоинств и недостатков других сетевых технологий. Доступ к сети Ethernet осуществляется по случайному методу с выявлением коллизий CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), обеспечивающему полное равноправие абонентов. В сети используются пакеты переменной длины в стандартном коде Манчестер-II. Длина кадра (пакета без преамбулы) составляет 512 битовых интервалов, или 51,2 мкс, что равно предельной величине двойного времени прохождения в сети.

 

Р и с. 7.4. Структура пакета сети Ethernet
(цифры показывают количество байт)

В пакет Ethernet входят следующие поля:

− преамбула состоит из 8 байт и включает признак начала кадра (SFD – Start of Frame Delimiter);

− адрес получателя (DA – Destination Address) и адрес отправителя (SA –Source Address) включают по 6 байт, которые обрабатываются аппаратурой абонентов;

− поле управления (L/T – Length/Type) содержит информацию о длине поля данных;

− поле данных (Data) включает от 46 до 1500 байт;

− поле контрольной суммы (FCS – Frame Check Sequence) содержит 32-разрядную циклическую контрольную сумму пакета (CRC) и служит для проверки правильности передачи пакета.

Для адресации и управления движением информации по каналам связи в сети и межсетевом пространстве используются MAC-адреса, IP-адреса и доменные имена. MAC-адрес (Media Access Control) является фиксированным аппаратным 6-байтовым адресом сетевого интерфейса конкретного абонента локальной сети и обычно встраивается в аппаратуру компанией-изготовителем.

IP-адрес является межсетевым адресом, назначаемым администратором составной или глобальной сети (например, службой Internet Network Information Center – InterNIC). Этот адрес состоит из четырех байтов: два – номер сети, два – номер узла сети. Если ПК задействован в нескольких сетях, то по каждой из них у него будет свой IP-адрес. Структура IP-адреса имеет пять вариантов в зависимости от класса: А, В, С, D, E. Класс адреса определяется количеством бит в первом байте (от 1 до 5), предназначенных для обозначения числа байтов, выделенных на нумерацию сетей и узлов написания адреса. На рис. 7.5 в качестве примера приведен формат адреса В класса для средних составных сетей с идентификацией до 16384 ЛС и 65534 узлов.

 

Р и с. 7.5. Формат IP-адреса В-класса

В новой версии протокола IPv6 для IP-адреса предусмотрено 16 байт. С целью разрешения проблемы адресации из-за несовпадения форматов кадров разных типов сетей применяются методы инкапсуляции фреймов различных стандартов в стек TCP/IP на основе соответствующего межсетевого соглашения (Request for Comment – RFC).

Доменное имя в сетях TCP/IP устанавливается в соответствии с рекомендациями службы доменных имен (Domain Name System – DNS) и содержит имя хоста (узла), затем группы узлов (организации), домена более высокого уровня и т.д. вплоть до страны. Пример, характерный для пользователя в лаборатории университета: user1.nil23.ssau.vus.ru.

Для сетей применяются различные стандарты среды передачи данных. Например, для сети Ethernet, работающей на скоростях 10 Мбит/с и 100 Мбит/с, стандарт определяет типы сред передачи информации, представленные на табл. 7.2.

Таблица 7.2

Типы сред связи в локальных сетях

Наименование сети Тип среды п/д	Ethernet	Fast Ethernet
Коаксиальный кабель	10BASE5 (толстый кабель 10 BASE2 (тонкий кабель)
Витая пара	10BASE-T	100BASE-T4 (счетверенная витая пара); 100BASE-TX (сдвоенная витая пара)
Оптоволоконный кабель	10BASE-FL	100BASE-FX

Обозначение среды передачи включает в себя три элемента: цифра «10» означает скорость передачи 10 Мбит/с, слово BASE означает передачу в основной полосе частот (т.е. без учета модуляции высокочастотного сигнала), а последний элемент означает допустимую длину сегмента: «5» – 500 метров, «2» – 200 метров или тип линии связи: «Т» – витая пара (twisted-pair), «F» – оптоволоконный кабель (fiber optic).

7.3. Локальные сети

Архитектура локальных сетей в соответствии с классификацией включает три уровня (рис. 7.6):

− приборная (полевая) сеть (DeviceNet, AS-Interface, Profibus, Foundation Fieldbus, Modbus, CAN-bus, Lightbus, LonTalk, и др.) предоставляет доступ к данным от измерительных устройств (датчиков, расходомеров, счетчиков) и других источников первичной информации, их удаленный контроль и управление исполнительными устройствами;

− сеть управления и автоматизации (ControlNet, EIB Instabus, HART-протокол, PPI, MPI, MS/TP, IEEE, LONWorks и др.) позволяет интеллектуальным управляющим устройствам автоматизации обмениваться измерительной (Ni) и управляющей (сигналы управления – СУj) информацией, необходимой для управляющего контроля, взаимодействия рабочих ячеек, интерфейсов оператора, дистанционной конфигурации, программирования и диагностики измерительных и исполнительных устройств полевого уровня;

− информационно-управляющая сеть (Ethernet/IP, Token Ring, ArcNet, Data Highway Plus, FDDI и др.) – открытый сетевой стандарт, который управляет аппаратурой терминального уровня и поддерживает неявный и/или явный обмен сообщениями между абонентами компьютерной сети.

 

Р и с. 7.6. Трехуровневая локальная сеть

 

Функциональные особенности ЛС разного уровня представлены табл. 7.3 на примере Ethernet/IP, ControlNet и DeviceNet.

Таблица 7.3

Характеристики локальных сетей DeviceNet, Control Net, Ethernet/IP

Сеть, параметр	DeviceNet	Control Net	Ethernet/IP
Функция	Подключение устройств полевого уровня к контроллеру непосредственно, без использования модулей ввода/ вывода	Поддержка передачи критичных по времени данных между процессором ПЛК и устройствами ввода/вывода	Объединение систем управления предприятием; конфигурирование, сбор и обмен данными, управление в единой сети
Типичные подключаемые устройства	Датчики, пусковые устройства, ПК, кнопки, процессоры ПЛК (приборов локального контроля)	Процессоры ПЛК, шасси ввода/вывода, программируемые контроллеры, приводы и роботы	Мэйнфреймы, процессоры ПЛК, роботы, входы/выходы и адаптеры ввода /вывода
Алгоритм передачи данных	Короткие пакеты; данные посылаются по запросу	Средние пакеты; детерминированная и периодическая передача данных	Большие пакеты; данные посылаются регулярно
Скорость передачи данных	125, 250, 500 кбит/с	5 Мбит/с	10 Мбит/с 100 Мбит/с

 

Сети разных производителей имеют свои особенности, связанные с изначальной ориентацией на определенные производственные, коммуникационные и информационные технологии. Например, приборная сеть Foundation Fieldbus обеспечивает связь контроллеров уровня управления с интеллектуальными полевыми приборами со скоростью обмена 31,25 кбит/с. По сети передается питание от контроллера к измерительным приборам. Для более полного и рационального использования непрерывно возрастающей мощности микропроцессоров, встраиваемых в интеллектуальное оборудование узлов учета, разработана специальная идеология, которая ставит своей целью перенос типовых алгоритмов переработки измерительной информации, регулирования, логического управления на самый нижний уровень управления – уровень интеллектуальных датчиков и исполнительных механизмов, общее количество которых составляет около 1500. Технология Fieldbus обеспечивает возможность получения критически важных данных полевых приборов АСКУЭ. Эти данные могут быть использованы для дистанционной диагностики оборудования, для мониторинга состояния приборов в реальном масштабе времени без вмешательства в процесс. Операторы могут принимать меры по предотвращению неисправностей до их возникновения, что позволяет избежать внеплановых остановок энергоснабжения.

Среди международных стандартов локальных сетей промышленного назначения одно из самых важных мест занимает стандарт Profibus, сочетающий функции управления и обмена информацией. В соответствии с этим стандартом можно образовать несколько децентрализованных систем управления, которые связаны друг с другом мощной информационной сетью, способной работать в сложных промышленных условиях. Profibus предполагает использование различных физических сред передачи данных. Передача по двухпроводному кабелю производится с применением шинных терминалов или штекеров. Отдельные сегменты объединяются посредством повторителей. Максимальная протяженность сети без использования повторителей составляет до 1200 м, при использовании повторителей – до 9600 м (расстояние зависит от скорости передачи). При передаче по оптоволоконному кабелю топология сети может иметь линейную или кольцевую структуру, а также структуру типа "звезда". Объединение отдельных сегментов производится посредством модулей OLM (Optical Link Modules) или OBT (Optical Bus Terminal). Протяженность сети на одномодовым кабеле может достигать 100 км. Сеть обслуживает до 127 оконечных устройств (до 32 устройств на сегмент). Скорость передачи выбирается программным способом и составляет от 9,6 кбит/с до 1500 кбит/с на уровне управления и до 12 Мбит/с на приборном уровне.

Сеть CAN (Controller Area Network) предназначена для сбора информации и управления в реальном масштабе времени, отличается дешевизной и надежностью. Cеть CAN функционирует при обрыве одного из проводов, при замыкании одного из проводов на шину питания или на землю.

Канал CAN аналогично Ethernet реализует принцип множественного доступа с детектированием столкновений (CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Сеть может содержать только один сегмент. Скорость работы канала программируется и может достигать 1 Мбит/с. CAN ориентирована на последовательные каналы связи, выполненные из скрученных пар проводов или оптических волокон. Стандарт ISO 11898 определяет протоколы физического уровня и субуровней MAC и LLC. Все узлы сети равноправны и подключаются к общему каналу. Уровни сигналов протоколом не нормированы. В CAN применяются последовательные коды типа NRZ (non return to zero). Разъем (9-, 6– и 5-контактный) определяется протоколом HLP (High Layer Protocol). При этом тип разъема или какие либо его характеристики стандартом не регламентируются. Компании-разработчики сетевого оборудования предлагают и внедряют собственные модификации высокоуровневых CAN-протоколов: CANopen, Kingdom (Kvaser), DeviceNet (Allen Brandley), SDS (Honeywell), CAL (CAN Application Layer), SAE J1939 и др.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: