22. Промышленная сеть can

CAN (Controller Area Network) - последовательная шина, разработанная компаниями Bosch и Intel для автомобильной промышленности. В настоящее время она используется и в распределенных системах управления (а также и в других областях автоматизации и контроля) для объединения интеллектуальных датчиков, интеллектуальных приводов и высокоуровневых систем.

CAN - это шина с несколькими мастер-узлами на основе пары медных проводников. Скорость передачи данных по этой шине зависит от длины линии связи. На расстояния до 40 метров данные могут передаваться со скоростью 1 Мбит/с, при передаче на 1000 метров скорость падает до 50 Кбит/с.

CiA (CAN in Automation) - Ассоциация производителей и пользователей CAN - рекомендует пользоваться физическими каналами, удовлетворяющими международному стандарту ISO 11898. Кроме того, группа пользователей в CiA советует реализовывать в системах протокольный уровень CAN Applicaton Layer (CAL). Этот высокоуровневый протокол (на базе модели ISO/OSI), не зависящий от приложения, хотя и не определяет содержание передаваемых данных, всё же предоставляет стандартизированный сервис и протоколы для

1. передачи данных,

2. назначения идентификаторов,

3. управления сетью.

CANopen - это набор аппаратных профилей на базе CAL, ориентированных на специфичные прикладные области. Каждый профиль представляет собой книгу (около 120 страниц), в которой определяются стандартные интерфейсы связи с устройствами конкретного типа.

Существуют и другие CAN-протоколы,

например, DeviceNet и SDS –

Smart Distributed Systems

(оба разработаны в США).

23. Промышленный Ethernet

Соответствует стандарту IЕЕЕ 802.3.

Внедрению Ethernet в промышленность способствовали следующие его ка­чества:

• высокая скорость передачи (до 10 Гбит/с) и соответствие требованиям жесткого реального времени при высоком быстродействии

• простота интеграции с офисными сетями, Интернетом и интранетом

• возможность организации многомастерных сетей;

• возможности по организации сетей самых разнообразных топологий;

Существуют четыре стандартные скорости передачи данных в сетях Ethernet по оптоволоконному кабелю и витой паре проводов: 10 и 100 Мбит/с, 1 и 10 Гбит/с.

Ethernet имеет несколько модификаций

<скорость передачи>ВАSЕ<дополнительные обозначения>

10 T (Twisted pair) витая пара

100 F (Fiber optic) оптоволоконный

1G S (Short wavelength optic) оптический коротковолновый

10G L (Long wavelength) длинноволновый

C (short Copper cable) короткий медный кабель

X наличие блока кодирования на физическом уровне.

Отличительные признаки промышленного Ethernet:

• отсутствие коллизий и детерминированность поведения благодаря приме­нению коммутаторов;

• индустриальные климатические условия;устойчивость к вибрациям;

• отсутствие вентиляторов в оборудовании;

• повышенные требования к электромагнитной совместимости;

• компактность, крепление на ДИН-рейку; удобное подключение кабелей;

• диагностическая индикация на панели прибора;

• электропитание от источника напряжения в диапазоне от 10 до 30 В;

• возможность резервирования;

• разъемы и оборудование со степенью защиты до 1Р67;

• защита от электростатических зарядов, электромагнитных импульсов, от превышения напряжения питания;

• полнодуплексная передача.

Физический уровень

Физический уровень состоит из среды передачи (оптический кабель или витая пара) и методов кодирования информации для каждой скорости пере­дачи.

Методы кодирования. Наиболее распространенные в промышленной ав­томатизации стандарты 10ВАSЕ-Т и 100ВАSЕ-ТХ используют манчестерский код для скорости передачи 10 Мбит/с и 4В/5В-кодирование в со­четании с NRZI (NRZ inverted — инвертированный NRZI) для ско­рости 100 Мбит/с.

Доступ к линии передачи-метод СSМА/СD выполняет прослушивание линии передачи (СS — Сarrier Sense), чтобы определить ее за­нятость; обеспечивает доступ многим участникам сети к общей линии передачи (МА — Мultiple Ассеss) и обнаруживает коллизии в линии (СD — Соllision Detection). Если при прослушивании линии обнаружено, что она свободна, может начинаться передача данных. Если при прослушивании линии устройство обнаруживает, что во время ра­боты его передатчика в линии имеются данные от других устройств (это состоя­ние линии называется коллизией), то передача прекращается и возобновляется по истечении случайного промежутка времени.

Коммутатор представляет собой интеллектуальное мно­гопортовое устройство, которое устанавливает физическую связь между дву­мя Ethernet –устройствами- Сеть ока­зывается разделена на независимые сегменты, в каждом из которых может происходить обмен информацией независимо от других. Это приводит к увели­чению пропускной способности сети, снижению коэффициента загруженности, а также к устранению коллизий. Для выполнения задачи сегментирования сети коммутатор содержит таб­лицу МАС-адресов сетевых устройств/ МАС-адрес (Ethernet-адрес) — это аппаратный, или физический адрес устройства (или сетевой карты) в сети.

Канальный уровень модели ОSI состоит из подуровня управления логиче­ским соединением LLC (Logical Link Control) и подуровня доступа к физической линии передачи MAC (Media Access Control).