Коммуникационные модели

Коммуникационная модель CANopen определяет различные коммуникационные объекты и сервисы, а также доступные режимы запуска передачи сообщений, поддерживает передачу синхронных и асинхронных сообщений. Синхронные сообщения используются для сбора данных или управления исполнительными устройствами. Синхронные сообщения передаются относительно сообщений синхронизации, которые определяются заранее; асинхронные сообщения могут передаваться в любое время.

В CANopen используют три типа взаимодействий между передающим и принимающим устройством:

• ведущий/ведомый;

• клиент/сервер;

• производитель/потребитель.

2.6.4. Электронные спецификации устройств caNopen

Поскольку устройства, используемые в сети, являются программируемыми, перед их включением в сеть необходимо задать параметры, необходимые для их коммуникаций с сетью и функционирования. CANopen устанавливает для этого стандартизованный метод. Метод предполагает наличие электронного описания устройств в текстовом формате, для обработки которого достаточно несложного компилятора. CANopen определяет формат EDS (Electronic Data Sheet - "электронный список параметров"), который описывает конфигурацию и параметры устройств, в том числе контроллеров с модульной архитектурой.

EDS поддерживается и поставляется производителем устройства. В противном случае используется EDS "по умолчанию", общий для определенного класса устройств, например, модулей аналогового ввода.

EDS является текстовым файлом, использующим ASCII-коды (набор символов по стандарту ISO 646). Длина строки файла - 255 символов, строки должны оканчиваться символами CR или LF.

Файл содержит несколько секций:

• информация о самом файле (имя файла, версия, дата создания, версия EDS, описание, кем создан, дата модификации и др.);

• общая информация об устройстве (имя производителя, идентификационный код производителя, имя устройства, код устройства, номер версии, функции устройства, список поддерживаемых скоростей обмена, наличие программы начальной загрузки и др.);

• конфигурационные параметры (длительность цикла обмена, тип устройства, тип данных, нижний и верхний предел изменения переменных, значения по умолчанию, количество каналов ввода-вывода и др.).

Полное описание структуры EDS файла дано в стандарте [CAN].

2.7. Profibus

Слово PROFIBUS получено из сокращений PROcess FIeld BUS, что приблизительно переводится как "промышленная шина для технологических процессов". Стандарт Profibus был первоначально принят в Германии в 1987 году, затем, в 1996 году, он стал международным (EN 50170 и EN 50254).

Сеть Profibus (как и другие описанные здесь промышленные сети, кроме Industrial Ethernet) использует только первый и второй уровни модели OSI. Один из вариантов сети, Profibus FMS, использует также уровень 7.

Табл. 2.10. Profibus в соответствии с моделью OSI
№	Название уровня	Profibus DP	Profibus FMS	Profibus PA
7	Прикладной	Нет	Fieldbus Message Specification (FMS)	Нет
6	Представления	Нет
5	Сеансовый
4	Транспортный
3	Сетевой
2	Канальный (передачи данных)	FDL	FDL	IEC 1158-2
1	Физический	RS-485, оптоволоконный интерфейс	RS-485, оптоволоконный интерфейс	Интерфейс IEC 1158-2

Profibus имеет три модификации: Profibus DP, Profibus FMS и Profibus PA [Profibus].

Profibus DP (Profibus for Decentralized Peripherals - "Profibus для децентрализованной периферии") использует уровни 1 и 2 модели OSI, а также пользовательский интерфейс, который в модель OSI не входит. Непосредственный доступ из пользовательского приложения к канальному уровню осуществляется с помощью DDLM (Direct Data Link Mapper - "прямой преобразователь для канального уровня"). Пользовательский интерфейс обеспечивает функции, необходимые для связи с устройствами ввода-вывода и контроллерами. Profibus DP в отличие от FMS и PA построен таким образом, чтобы обеспечить наиболее быстрый обмен данными с устройствами, подключенными к сети.

Profibus FMS (Profibus с FMS протоколом) использует уровень 7 модели OSI и применяется для обмена данными с контроллерами и компьютерами на регистровом уровне. Profibus FMS предоставляет большую гибкость при передаче больших объемов данных, но проигрывает протоколу DP в популярности вследствие своей сложности.

Profibus FMS и DP используют один и тот же физический уровень, основанный на интерфейсе RS-485 и могут работать в общей сети.

Profibus PA (Profibus for Process Automation - "для автоматизации технологических процессов") использует физический уровень на основе стандарта IEC 1158-2, который обеспечивает питание сетевых устройств через шину и не совместим с RS-485. Особенностью Profibus PA является возможность работы во взрывоопасной зоне.

В последние годы появился стандарт PROFInet, который основан на Industrial Ethernet и технологиях COM, DCOM (см. главу "Программное обеспечение"). Он легко обеспечивает связь промышленной сети Profibus с офисной сетью Ethernet.

Profibus является многомастерной сетью (с несколькими ведущими устройствами). В качестве ведомых устройств выступают обычно устройства ввода-вывода, клапаны, измерительные преобразователи. Они не могут самостоятельно получить доступ к шине и только отвечают на запросы ведущего устройства.