- •1.1. Багаторівнева архітектура
- •1.2. Відмінність промислових мереж від офісних.
- •1.3. Основні поняття промислових мереж.
- •1.4. Модель osi
- •Контрольні питання
- •2.1. Принципи побудови
- •2.2. Узгодження лінії з передавачем і приймачем
- •2.3. Топологія мережі на основі інтерфейсу rs-485
- •2.4. Усунення стану невизначеності лінії
- •2.5. Крізні струми.
- •2.6. Інтерфейси rs-232 і rs-422
- •Контрольні питання
- •3.1. Основні властивості can.
- •3.2. Фізичний рівень Саn.
- •3.3. Типова структура трансіверу Саn.
- •3.4. Канальний рівень Саn.
- •Контрольні питання
- •4.1. Загальні відомості про Profibus.
- •4.2. Фізичний рівень
- •4.3. Канальний рівень Profibus dp
- •4.4. Резервування
- •4.5. Опис пристроїв
- •Контрольні питання
- •5.1. Загальні відомості про протокол Modbus.
- •5.2. Фізичний рівень
- •5.3. Канальний рівень
- •5.4. Прикладний рівень.
- •Контрольні питання
- •6.1. Особливості Ethernet.
- •6.2. Фізичний рівень
- •6.3. Канальний рівень
- •Контрольні питання
- •Література
3.1. Основні властивості can.
CAN характеризується наступними основними властивостями:
кожному повідомленню (а не пристрою) встановлюється свій пріоритет;
гарантована величина паузи між двома актами обміну;
гнучкість конфігурації і можливість модернізації системи;
широкомовний прийом повідомлень з синхронізацією часу;
несуперечність даних на рівні всієї системи;
допустимість декількох провідних пристроїв в мережі;
можливість виявлення помилок і сигналізації про їх наявність;
автоматичний повтор передачі повідомлень, доставлених з помилкою, відразу, як тільки мережа стане вільною;
• автоматичне розрізнення збоїв і відмов з можливістю автоматичного відключення модулів, що відмовили.
До недоліків можна віднести порівняно високу вартість CAN-пристроїв, відсутність єдиного протоколу прикладного рівня, а також надмірну складність і заплутаність протоколів канального і прикладного рівня, викладених в стандартах організації CAN in Automation (CIA) [www.can-cia.org].
3.2. Фізичний рівень Саn.
Фізичний рівень моделі OSI забезпечує надійну передачу бітів, ігноруючи зміст передаваної інформації. Основними поняттями фізичного рівня є лінії передачі (в більшості випадків це вита пара, хоча допускається використовувати плоский кабель або один дріт і «корпусну землю», оптоволокно, радіоканал), часові діаграми, система синхронізації, формат даних, забезпечення достовірності передачі (контрольна сума, методи кодування, виявлення і відновлення помилок). Характеристики передавача і приймача стандартом не встановлюються, оскільки вони можуть бути вибрані для кожного конкретного випадку виходячи з вимог застосування.
Кабель витої пари в мережі CAN повинен мати загальний (третій) дріт; на обох кінцях крученої пари повинні бути погоджуючи резистори, опір яких рівний хвилевому опору кабелю. Максимальна довжина кабелю складає 1 км. Для збільшення довжини, кількості вузлів або гальванічної розв'язки можуть бути використані повторювачі інтерфейсу, мережеві мости і шлюзи.
Вита пара може бути в екрані або без, залежно від електромагнітної обстановки. Топологія мережі повинна бути шинною, максимальна довжина відведення від шини при швидкості передачі 1 Мбіт/с не повинна перевищувати 30 см. Основні вимоги до лінії передачі і її характеристик близькі до RS-485, проте в передавачах CAN є режим управління тривалістю фронтів імпульсів. Виводи «землі» всіх передавачів мережі повинні бути сполучені (якщо інтерфейси гальванічно не ізольовані). Гальванічна ізоляція рекомендується при довжині лінії більше 200 м, але не є обов'язковою вимогою стандарту.
Для електричного з'єднання пристроїв з CAN-інтерфейсом стандарт передбачає два варіанти. Перший варіант полягає в застосуванні Т-подібних розгалуджувачів, які складаються з трьох 9-штирькових роз'ємів D-Sub, розташованих в одному корпусі, однойменні контакти яких сполучені між собою. Розгалуджувачі мають один роз'єм з штирьками і два — з гніздами.
Другий варіант вимагає наявність в кожному САN-пристрої двох роз'ємів. Для включення пристрою в мережу кабель розрізають і на його кінцях встановлюють у відповідь частини роз'ємів. Пристрій включається буквально в розрив лінії передачі. Такий підхід дозволяє нарощувати кількість пристроїв і змінювати топологію мережі шляхом додавання в розрив кабелю нових пристроїв і кабелю з роз'ємами на кінцях. Один з роз'ємів повинен бути з штирьками, другий, — з гніздами. Підключення пристроїв до шини без роз'ємів не допускається. Резистор, що погоджує, повинен розташовуватися усередині роз'єму, який підключається до кінця кабелю. Для приєднання модулів до САN-шини повинен використовуватися 9-штирьковий роз'єм типу D-Sub. На модулі встановлюється роз'єм з гніздами, на сполучаючому кабелі — з штирьками. Цоколівка роз'ємів показана в табл. 3.2.
Таблиця 3.2. Цоколівка роз'єму D-Sub для CAN
Контакт |
Сигнал |
Примітка |
1 |
- |
Зарезервований |
2 |
CAN.L |
Сигнал лінії |
3 |
CAN.GND |
«Земля» |
4 |
- |
Зарезервований |
5 |
(CANJSHLD) |
Екран кабелю (не обов'язково) |
6 |
(GND) |
«Земля» (не обов'язково) |
7 |
CAN.H |
Сигнал лінії |
8 |
- |
Зарезервований |
9 |
(CAN.V+) |
Зовнішнє живлення (не обов'язково, для живлення передавачів з гальванічною ізоляцією) |
Примітка. У кожному модулі контакти 3 і 6 повинні бути сполучені. |
Застосування роз'ємів з штирьками або гніздами визначається наступним правилом: при «гарячій» заміні модулів живлення повинне залишатися тільки на роз'ємах з гніздами; це дозволяє уникнути випадкового короткого замикання.
Відзначимо, що в заснованому на САN стандарті Саnореn передбачена набагато більша різноманітність варіантів роз'ємів, зокрема для плоского кабелю, RJ-10, RJ-45, роз'ємний гвинтовий клемник, і ще близько десяти варіантів спеціальної конструкції. Стандарт встановлює наступні швидкості обміну: 1000, 800, 500, 250, 125, 50 і 20 кбіт/с. САN-модулі можуть підтримувати не всі швидкості, але бажано, щоб їх кількість була найбільшою.