Главная Коллекция "Revolution" Программирование, компьютеры и кибернетика Шины ASI, CAN, CANopen, WorldFIP

Шины ASI, CAN, CANopen, WorldFIP

Общая характеристика промышленных сетей передачи данных. Особенности, назначение и основные функции полевых шин. Основные компоненты системы для сети AS-interface. Уровни шин CAN. Электронные спецификации устройств CANopen. Сеть WorldFIP и ее уровни.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	09.11.2017
Размер файла	1,5 M

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

4.3 Канальный уровень

Как и в большинстве сетей, для обмена данными в сети WorldFIP , с точки зрения пользователя используются два типа сервисов:

- периодический и апериодический обмен данными процесса;

- апериодический обмен параметрическими данными;

Существенная доля функционирования этих сервисов возложена на канальный уровень: прикладной уровень работает через сетевой буфер, обновлением которого занимается сущность канального уровня. Поэтому, приведенные выше сервисы на канальном уровне поддерживаются следующими сервисами:

- периодический обмен идентифицированными переменными (для периодического обмена данными процесса);

- обмен идентифицированными переменными по запросу (для апериодического обмена данными процесса по запросу);

- обмен сообщениями по запросу (для обмена параметрическими данными).

На канальном уровне WorldFIP используется гибридный метод адресации: для обмена идентифицированными переменными используется модель Производитель - Потребитель - msg, а для обмена сообщениями - Отправитель - Получатель - msg.

Для доступа к шине используется централизованный метод с Арбитром, который следит за обновлением сетевых периодических и апериодических переменных, а также по обмену сообщениями. Совокупность периодических переменных в буферах узлов формируют распределенную базу данных. Арбитр шины содержит таблицу периодических переменных в виде таблицы

Таблица 4.1 Пример таблицы сетевых переменных.

Переменная	Периодичность обновления (мс)	Тип	Продолжительность восстановления (мкс)
A	5	INT_8	170
B	10	INT _ 16	178
C	15	OSTR_32	418
D	20	SFPOINT	194
E	20	UNS_32	194
F	30	VSTR_16	290

На каждую переменную в этой таблице подписываются Производители (С - Consumer), которые будут восстанавливать эту переменную, и Потребители (Р - Producer), которые будут считывать ее значение. Когда приходит время на восстановление данной переменной Арбитр отправляет широковещательный запрос на восстановление этой переменной: " ID _ DAT _ A ". После этого канальный уровень производителя (на рисунке обозначен как P ) выдаст из буфера значение переменной А в широковещательном режиме " RP _ DAT _ A ". Все узлы, которые подписаны на эту переменную как Потребители (на рисунке обозначены как C ) восстановят ее в своих буферах обмена.

Рисунок 4.1 - Восстановление переменной .

Сетевой буфер канального уровня каждого узла состоит из двух частей (рисунок Рисунок 4.2):

- переменные, которые производятся: при запросе арбитра на одну из этих изменений, станция передает ее значение в сеть в широковещательном режиме;

- переменные, которые потребляются: восстанавливаются в буфере, когда производители этих переменных передают их значения.

Рисунок 4.2 - Реализация сетевого буфера.

Из буфера в приложение переменные считываются независимо от работы сети.

Для разного времени восстановления периодических переменных работа сети делится на макроциклы, которые в свою очередь делятся на элементарные циклы. Каждый элементарный цикл длится определенный период времени. За этот период должны восстановиться все периодические переменные, в которых наступил период восстановления. За все макроциклы, любая переменная должна быть восстановлена как минимум 1 раз (самая медленная).

Например, для переменных с таблицы 4.1 макроцикл будет выглядеть как на рисунке 4.3, длиться 60 мс и состоять из 12 Элементарных циклов. Переменная А будет восстанавливаться с каждым Элементарным циклом (каждые 5 мс), а F - с каждым шестым Элементарным циклом.

Рисунок 4.3 - Организация макроцикла.

Время, которое остается до другого элементарного цикла используется для апериодических сообщений (рисунок 4.4).

Рисунок 4.4 - Выделение апериодического трафика.

Восстановление апериодических переменных и передача сообщений обеспечивается следующим образом. Когда прикладной уровень заказывает данный сервис в канального уровня, при восстановлении любой периодической переменной данным узлом (как производителя), в кадре будет передана метка о заказе апериодического трафика, которую Арбитр поместит в очередь заказов. При окончании обновления всех переменных в элементарном цикле, Арбитр из очереди выбирает заказ и дает право конкретному узлу для формирования запроса. Напомним, что для обмена сообщениями используется модель адресации Отправитель - Получатель - msg .

4.4 Прикладной уровень

Сервисы прикладного уровня делятся на три группы:

- ABAS (прикладные сервисы Арбитра шины);

- MPS (периодические / апериодические сервисы производства);

- subMMS (подмножество сервисов сообщений).

Сервисы ABAS обеспечивают связь с соответствующими сервисами канального уровня. MPS обеспечивает обмен значениями периодических переменных с буфером, и активации запроса для обновления апериодической идентифицированной переменной канальным уровнем при необходимости. Сервисы subMMS обеспечивают передачу и активацию апериодических сообщений другому прикладному процессу в сети по адресу его узла. [5]

Основные характеристики WorldFIP сведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Характеристики WorldFIP.

OSI	Характеристика	WorldFIP
	NetArea	уровень датчиков / контроллеров
прикладной	AppService	MPS - периодический и апериодический (по запросу) обмен данными процесса через сетевые переменные (через буферы устройств); subMMS - апериодический обмен параметрическими данными; управления состоянием узлов; диагностические сервисы; ABAS - управления и резервирования функций Арбитра, функции резервирования линий связи;
	AppModel	- pull модель идентифицированного обмена Производитель-Потребитель для обновления сетевых переменных (обмен данными процесса); - клиент-серверная модель обмена сообщениями для передачи апериодических сообщений (обмен параметрическими данными);
	AppProfile	различные типы устройств ( Device WorldFIP - DWF) , определены в AFNOR и CENELEC различные профили сетей (особенности физического уровня)
	AppProcData	сервис MPS циклических переменных: зависит от реализации
	AppResolut	для профиля FIPIO : 10 мс / 100 word; для FIPWAY 50 мс/128 word
канальный	ChAddMode	- Производитель-Потребитель - msg для сетевых переменных; - Отправитель - Получатель - msg для апериодических сообщений
	ChAccess	централизованный с Арбитром шины
	ChChecksum	контрольная сумма FCS
физическое	PhInterface	синхронный интерфейс с манчестерским кодированием по напряжению ( IEC61158-2)
	PhMedia	экранированная витая пара мин. сопротивление 150 Ом; оптоволокно;
	PhTopology	шина;
	PhLdrop	учитывается в PhLength = 3PhLdrop + Ltrunk
	PhBaudRate	- 31.25 кБит / сек; 1 Мбит / сек (стандартная ); 2.5 Мбит / сек; - 5 Мбит / сек (оптоволокно)
	PhSegment	максимум 5 сегментов соединены репитерами
	PhNodes	32 ( 96 на 3-х сегментах )
	PhLength	зависит от профиля сети; <10000 м (при 31.25 кБит/с) ; общая - до 50 км; терминаторы 150 Ом на концах линии;
	PhSupply	допускается < 35 В по отдельной паре проводов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Существует большое предложение сетевых технологий, огромен спектр готовых изделий, ведущие компании объединены в различные ассоциации и группы, постоянно ведутся работы по стандартизации как в рамках национальных, так и международных комитетов по стандартизации.

Fieldbus-технологии - это путь к прекращению противостояния производителей контрольного оборудования, с одной стороны, и универсальные инструменты для построения интегрированных комплексов - с другой.

При выборе коммуникационной технологии можно руководствоваться количественными параметрами (объем передаваемых полезных данных, максимальная длина шины, допустимое число узлов на шине, помехозащищенность и др.), ценовым критерием (затраты в расчете на один узел), популярностью, эффективностью решения задачи, простотой конфигурирования и т. д. При этом улучшение одного параметра может привести к ухудшению другого. Поэтому при выборе того или иного протокольного решения необходимо следовать принципу разумной достаточности

Но наиболее важным критерием выбора должно быть соответствие принципам открытых систем - стандартизация и доступность. Только это позволяет и производителям, и пользователям делать надежные прогнозы и гарантировать сохранность их инвестиций.

Стремление иметь одно универсальное сетевое решение для всех случаев жизни, безусловно, похвально, но представляется мало реальным. Каждая реализация промышленной сети имеет свои преимущества и недостатки. Важно определить некоторое подмножество решений с тем, чтобы сконцентрировать на нем основные усилия и производителей оборудования, и разработчиков сопутствующего программного обеспечения, и системных интеграторов

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. http://www.fieldnets.narod.ru

2. http://www.automation.siemens.com/mcms/industrial-communication/en/support/ik-info/Documents/SYH_asi_grundlagen-76.pdf.

3. http://opiobjektid.tptlive.ee/Automatiseerimine/125_asinterfae.html.

4. http://bookasutp.ru/Chapter2_6.aspx.

5. https://sites.google.com/site/fieldbusbook/seti/worldfip.

Размещено на Allbest.ru
...