ЖУРНАЛ СТА №3/1999

Среди возможностей CAN Kingdom, способствующих повышению эффек- тивности реализации режима реаль- ного времени, можно отметить гиб- кость режимов передачи и упаковки данных, включая использование поля арбитража для передачи данных, объ- единение узлов в группы, поддержку часов реального времени, различных режимов доступа к шине. DeviceNet DeviceNet — протокол, разработан- ный и опубликованный в 1994 году компанией Allen-Bradley и впоследст- вии переданный в ведение специаль- но организованной для его поддерж- ки ассоциации ODVA (Open DeviceNet Vendor Association Inc.). DeviceNet — недорогое, простое и эф- фективное решение для объединения в единую систему разнообразных уст- ройств промышленной автоматиза- ции независимых производителей (фото-, термодатчики, стартеры, счи- тыватели штриховых кодов, элементы человеко-машинного интерфейса: клавиатуры, дисплейные панели, — наряду с управляющими устройства- ми: PLC, компьютерами и т. д. — рис. 4). Первые устройства, удовлетворяю- щие спецификации DeviceNet, появи- лись на рынке в начале 1995 года. По- мимо снижения стоимости, при раз- работке протокола также стояла зада- ча упрощения и унификации диагно- стики подобных устройств, часто ли- бо физически недоступных, либо до- пускающих такую диагностику по- средством своих собственных, весьма отличающихся между собой интер- фейсов. Как и все CAN HLP, протокол DeviceNet построен на двух нижних уровнях стандарта CAN, дополненных более детальными, чем в других HLP, спецификациями физического уров- ня. Сеть DeviceNet имеет шинную топо- логию с отводами. Физической сре- дой передачи является 4-проводной кабель (CAN_H, CAN_L, Vcc, Ground), причем возможны две его разновид- ности: толстый (внешний диаметр 12,2 мм) и тонкий (6,9 мм). Оба вари- анта кабеля могут использоваться как для основной магистрали (транка), так и для отводов или комбинировать- ся. Определены лишь три значения скорости передачи данных — 125, 250 и 500 кбит/с. Максимальные длины центральной магистрали и отводов в зависимости от скорости передачи и типа кабеля приведены в табл. 1. Важной особенностью сети DeviceNet является возможность пи- тания модулей непосредственно от сетевого кабеля, причем стандартизо- ваны как напряжение питания (24 В), так и максимальная токовая нагрузка (8 А на толстом кабеле, 3 А на тонком), а также допускается применение не- скольких (в отличие от других стан- дартов на базе CAN, которые вообще предусматривают питание от шины) источников питания, например с це- лью резервирования, в любой точке шины. Все это дает возможность пост- роения автономной сети, не завися- щей от наличия или качества внешне- го питания, а при необходимости поз- воляет легко демонтировать и снова развернуть систему на новом месте. Сеть DeviceNet допускает «горячее» (без обесточивания сети) подключе- ние и отключение модулей. При нали- чии оптоэлектронной развязки сиг- нальных цепей в модулях их питание может осуществляться от внешнего источника. Спецификацией DeviceNet предусмотрены и такие ню- ансы, как типы, цвет и количество ин- дикаторов состояния модуля (включе- ния, работоспособности, подключе- ния к сети), хотя само по себе наличие таких индикаторов не является обяза- тельным. Стандарт DeviceNet содер- жит также подробное описание мно- гочисленных типов переходников, разветвителей (одиночных и много- портовых), соединителей (mini, micro), сетевых отводов и т. п. В целях еще большего снижения стоимости системы на базе сети DeviceNet не так давно фирмой Allen- Bradley был предложен новый тип ка- бельной разводки на основе 4-про- водного плоского кабеля — KwikLink. При описании организации типов данных, сетевого поведения модулей в DeviceNet используется объектно- ориентированная модель. Обязатель- ные классы объектов включают в себя следующие: ● объект удостоверения (Identity object) содержит информацию о мо- дуле (код производителя, продукта, версия и т. п.); ● объект соединения (Connection object) — логический порт ввода- вывода устройства.; ● объект DeviceNet включает MAC ID (идентификатор модуля), скорость передачи, состояние модуля и т. п.; ● объект сообщения (Message router object) перенаправляет явное сооб- щение получателю. При передаче данных в сети DeviceNet эффективно используется принцип адресации CAN-протокола с ориентацией на потребителя, и узлы выбирают «свои» передаваемые в сети данные по их идентификаторам. Все- го определены два типа сообщений: ● сообщения ввода-вывода (I/O mes- sages) предназначены для целей уп- равления устройствами и передачи данных в реальном времени между ОБЗОР ПРОМЫШЛЕННЫЕ СЕТИ 12 3/99 Многопортовый разветвитель Разветвитель Магистраль Терминатор Терминатор Отвод Отвод Контроллер двигателя Считыватель штрих кода Менеджер сети DeviceNet Датчик Контроллер ввода вывода Кнопочный пульт Интерфейс оператора Датчик Блок питания 24 В Рис. 4. Пример сети DeviceNet Таблица 1. Соотношения предельной длины и скоростей передачи данных сети DeviceNet Скорость передачи, Длина магистрали, м Длина отводов, м кбит/с толстый кабель тонкий кабель одиночных суммарная 125 500 100 6 156 250 250 100 6 78 500 100 100 6 39