10.9. Adam-5000/can - устройство связи с объектом на основе промышленной шины can

В устройствах серии ADAM-5000/CAN для организации сетево­го взаимодействия реализован один из наиболее популярных стан­дартов промышленных сетей — CAN (Controller Area Network — сеть уровня контроллеров), который устанавливает правила обмена данными между контроллерами, датчиками и исполнительными ме­ханизмами. CAN относится к системе последовательной передачи данных, в которой обмен информацией между узлами осуществля­ется в широковещательном режиме. В настоящее время САН явля­ется одним из наиболее широко распространенных стандартов в сфере промышленной автоматизации (рис. 10.7).

Рис. 10.7. Схема промышленной сети CAN на базе модулей серии ADAM-5000.

ввод/вывод

выключатели Дискретный ввод/вывод

Для обмена данными между устройствами серии ADAM-5000/CAN используется двухпроводная симметричная линия связи. Специ­альные схемные решения гарантируют высокую надежность и дос­товерность передаваемой информации, а также подавление помех, воздействующих на канал связи. Применение двухпроводной ли­нии связи обеспечивает существенное снижение затрат на кабель­ный монтаж, а также легкость дальнейшего расширения системы.

В устройствах серии ADAM-5000/CAN реализована функция немедленной реакции на изменение состояния контролируемого объекта путем использования механизма обработки прерываний. Основное назначение этой функции состоит в увеличении эф­фективности обмена информацией за счет того, что передача данных инициируется устройством только при возникновении предопределенных пользователем событий.

Для разрешения конфликтов, когда два или более узлов сети пытаются одновременно получить доступ к каналу связи, в уст­ройствах серии ADAM-5000/CAN реализован метод поразрядного неразрушающего арбитража. Применение данного метода не при­водит к потере передаваемых данных и не ограничивает пропуск­ную способность канала связи. Метод доступа к каналу связи, известный под названием Ethernet, в котором используются де­текторы коллизий, подразумевает сокращение пропускной спо­собности канала и потерю передаваемой информации за счет того, что все узлы сети, из-за которых возник конфликт, должны освободить канал связи, после чего повторить передачу данных по истечении интервала времени, выбранного случайным обра­зом. В интерфейсе CAN используется уникальный метод пораз­рядного неразрушающего разрешения конфликтных ситуаций, при котором определение «победителя» в состязании за канал связи осуществляется без потери пропускной способности путем использования многоуровневой схемы приоритетов передаваемых сообщений. Узел, сообщение которого имеет наивысший приори­тет, получает право первоочередного владения каналом связи. Та­ким образом, высокоприоритетные данные будут гарантированно доставлены адресату в первую очередь, что позволяет отнести интерфейс CAN к системам реального времени.

Высокие надежность и достоверность передаваемой информа­ции являются одними из наиболее значимых характеристик сис­темы на базе интерфейса CAN. Указанное свойство обеспечива­ется применением пяти механизмов обнаружения ошибок, с по­мощью которых гарантируется достоверность передаваемых данных, определяются многократные ошибки, а также выявляют­ся неисправности узлов сети.

Устройства серии ADAM-5000/CAN поддерживают следую­щие коммуникационные протоколы прикладного уровня: Denice Net фирмы Allen-Bradley; CANopen, основанный на протоколе CAL, который разработан ассоциацией CIA (CAN in Automation).

Device Net является простым сетевым решением, которое по­зволяет сократить материальные и временные затраты на монтаж и пусконаладку устройств, применяемых в системах промышлен­ной автоматизации. Данный протокол обеспечивает возможность организации сетевого взаимодействия между устройствами раз­личных производителей, имеющими единый сетевой интерфейс и сходное функциональное назначение.

CANopen позволяет реализовать недорогие децентрализован­ные системы управления, системы с распределенным вводом-вы- водом информации, а также сети, объединяющие интеллектуаль­ные датчики и исполнительные механизмы.Открытость коммуникационного протокола обеспечивает воз­можность использования в рамках одной системы и (или) сети устройств независимых производителей.

Одним из дополнительных достоинств протокола CANopen является возможность организации многоточечной сети, в кото­рой каждый узел может быть инициатором передачи информа­ции. Это свойство обеспечивает высокую гибкость систем на базе устройств серии ADAM-5000/CAN. Разработчик системы может устанавливать логические связи между модулями (канала­ми) ввода-вывода, принадлежащими любым двум блокам про­цессора ADAM-5000/CAN. Предопределяемые логические связи включают в себя возможность установления соответствия между каналами аналогового ввода и каналами аналогового вывода, между каналами аналогового ввода и каналами дискретного вы­вода для реализации дискретного управления, а также между каналами дискретного ввода и дискретного вывода для реализа­ции взаимных блокировок и временных задержек. Схема много­точечной сети на основе промышленной шины CAN представ­лена на рис. 10.8.