8.3.2. Контроллерные сети.

PROFIBUS – протокол был разработан группой немецких компаний. Основные задачи протокола следующие:

- организация связи с устройствами, гарантирующими быстрый ответ;

- создание простой и экономичной системы передачи данных, основанной на использовании

открытых стандартов;

- реализация интерфейса между уровнями 2 и 7 (табл.8.1) OSI-модели.

В PROFIBUS используется гибридный метод доступа в структуре Master/ SLAVE и децентрализованная процедура передачи. Сеть может состоять из 122 узлов, из которых 32 могут быть Master-узлами. В среде Master-узлов по возрастающим номерам узлов передается маркер, который предоставляет право ведения процедур чтения/записи на шине.

Нужно иметь ввиду, что PROFIBUS является совокупностью трех различных, но совместимых протоколов: PROFIBUS-DP, PROFIBUS-FMS, PROFIBUS-PA.

BITBUS – протокол был разработан фирмой Intel в 1984 году для построения распределенных систем высоких скоростей передач и надежности.

Сеть использует принцип Master/ SLAVE. Физический интерфейс основан на стандарте RS-485

и представляет собой экранированную витую пару. Максимальная длина локальной сети составляет

13,2 км, общее число абонентов в сети – до 240. Протокол BITBUS определяет два режима передачи

данных по шине:

- синхронный режим используется при необходимости работы на большой скорости, но на ограниченных расстояниях; скорость передачи о 500 до 2400 кбит/с;

- режим с самосинхронизацией позволяет значительно удлинить шину; скорости передачи;

375кбит/с (до 300м) и 62,5 кбит/с (до 1200м).

ControlNet – сеть, происхождением из фирмы Allen-Bradley (USA), основана на топологии общей шины. Однако она может быть трансформирована как в звезду, так и в древовидную структуру.

Сеть ControlNet это управляющая сеть, удовлетворяющая требованиям приложений реального времени с высокой пропускной способностью. Все устройства ControlNet имеют прямой доступ к данным в сети. Сеть ControlNet обеспечивает избыточность носителя, что позволяет системе функционировать при повреждении кабеля, и взрывобезопасно использовать оптоволоконный канал передачи. Скорость передачи данных 5Мбит/с.

CANbus – протокол разработан компанией Bosch (Германия). Он отвечает требованиям задач реального времени и способен обнаруживать, и исправлять ошибочные сообщения с высокой степенью вероятности.

CANbus – это последовательная шина, работа которой описывается моделью децентрализованного контроля за доступом к шине, так называемой моделью CSMA/CM (модернизированный вариант модели CSMA/CD ). Возможные затруднения, связанные с одновременным запросом шины, разрешаются на основе приоритетности сообщений.

8.3.3. Универсальные промышленные сети.

Ярким представителем универсальных промышленных сетей является сеть Ethernet/Industrial Ethernet.

Протокол Ethernet – открытый промышленный сетевой стандарт, который поддерживает неявный

обмен сообщениями, явный обмен и использует широко распространенные связи Ethernet и физические носители. Поскольку технология Ethernet используется с конца 70-х годов ХХ века, и широко распространена во всем мире, продукты Ethernet поддерживают большое число поставщиков оборудования для автоматизации.

Сеть Ethernet использует двухуровневый протокол стандарта Ethernet ТСР/IP-протокол управления и передачи. Поскольку технология Ethernet и стандартные блоки протокола ТСР/IP опубликованы для общественного пользования, стандартизованные сервисные программы и физические

носители производятся массово и легко доступны. Стандарты ТСР/IP являются открытыми и постоянно совершенствуются.

Протокол ТСР/IP является двухуровневым.

IP – протокол является протоколом нижнего уровня общего протокола ТСР/IP. IP – протокол-

это протокол сетевого уровня, который отвечает за передачу информации по сети. Совместно с протоколом межсетевых управляющих сообщений IP – протокол образует отдельный межсетевой уровень.

Протокол ТСР является основным транспортным протоколом. Он располагается над протоколом . IP и обеспечивает передачу пакета данных.. Протоколы ТСР/ IP охватывают верхние уровни модели

OSI-модели (табл.8.1), начиная с 3-го. Типичные устройства, обменивающиеся данными по сети Ethernet: - ПЛК, ПК, роботы, устройства человеко-машинного интерфейса, адаптеры входов/выходов,

устройства ввода/вывода.

Сеть Ethernet использует различные физические среды: витые пары, волоконно-оптический кабель, реже коаксиальный кабель Основная топология – звездообразная с центральным узлом. Обычно

сеть Ethernet использует топологию «активная звезда», в которой устройства связаны непосредственно с коммутатором. Преимуществом такой сети является возможность поддерживать

скорости передачи данных как 10Мбит/с так и 100Ьбит/с.

Наметившаяся тенденция интеграции систем управления на базе единой широко распространенной сети Ethernet привела к необходимости разработки специального программного и аппаратного обеспечения, способного работать в жестких условиях эксплуатации, характерных для нижних уровней АСУ ТП. Таким ПО стал Industrial Ethernet.

Оно появилось на рынке в 1985 году и принято основными производителями средств автоматизации (Siemens, Schneider Electric, Rockwell Automation). Industrial Ethernet использует технологию множественного доступа к шине с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий.

Повышение скорости передачи в сетях Industrial Ethernet достигается применением стандарта

сетей Fast Ethernet. При скорости передачи данных 100Мбит/с это приводит к уменьшению длины сети.

Так для витой пары эта длина составляет 205 м, а при использовании оптоволокна – 320м. Все большее применение в системах промышленной автоматики находят сети GigabitEthernet. со скоростью передачи данных до 10Гбит/с в дуплексном режиме.

В состав сетевого оборудования Industrial Ethernet входят трансиверы, хабы, коммутаторы.

Сети Industrial Ethernet используют топологии шина, звезда и кольцо, в том числе двойное.

Основными отличительными чертами оборудования Industrial Ethernet являются:

1. повышенная надежность, связанная с отсутствием вентиляторов;

2. расширенный диапазон рабочих температур: от -40 до +60⁰С;

3. повышенная механическая прочность;

4. пониженное напряжение питания (в основном 24 VDC);

5. резервирование сетей и оборудования.

80