ЖУРНАЛ «СТА» №4/2002

ОБ ЗО Р / П Р ОМЫШЛ Е ННЫ Е С Е Т И 8 воляет полностью исключить из АСУ ТП аналоговые линии связи, кросси- ровочные шкафы и другое вспомога- тельное оборудование. Максимальное время цикла опроса составляет 510 мс, то есть сравнимо с циклом отработки программы в контроллере. Благодаря этому сети на базе ASинтерфейса ак- тивно применяются в распределенных АСУ ТП реального времени, например в системах управления конвейерными производствами. Первоначально ASинтерфейс был ориентирован на работу исключительно с бинарными данными, поэтому длина информаци- онной посылки рекордно малая — все- го 4 бита! Тем не менее новая редакция спецификации ASинтерфейса позво- ляет подключать к сети аналоговые датчики и поворотные шифраторы. Максимальное количество узлов равно 62, максимальная длина с использова- нием повторителей — 300 м. Данные и питающее напряжение передаются по одной паре проводов. Сети на базе ASинтерфейса отличаются экономич- ностью и очень большим выбором средств комплексирования с другими ЦПС. Протокол CAN Протокол CAN (Controller Area Net- work) определяет только первые два уровня ISO/OSI – физический и уро- вень доступа к среде передачи данных. С начала 90х годов, когда компания Bosch разработала соответствующую спецификацию, на основе этого прото- кола реализовано огромное количество полнофункциональных сетей, в том числе таких как SDS, CANOpen, DeviceNet и др. Количество узлов ЦПС, работающих на основе CAN, ис- числяется десятками миллионов. Практически у каждого крупного про- изводителя микроконтроллеров есть изделие с CANинтерфейсом. Основ- ными достоинствами, определившими высокую популярность этого протоко- ла у разработчиков встраиваемых и промышленных систем, являются вы- сокая скорость (до 1 Мбит/с), метод доступа CSMA/СA (не путать с CSMA/CD, реализованным в Ether- net), возможность иметь в сети не- сколько ведущих устройств, надежная система обнаружения и исправления ошибок. CSMA/СA сочетает мини- мальную задержку передачи информа- ции с эффективным арбитражем ситу- аций, когда несколько узлов начинают передавать данные одновременно. Бла- годаря этому гарантируется доставка сообщения, то есть система является детерминированной. «Гарантией каче- ства» CAN являются автомобили «Мерседес», электроника которых ра- ботает именно по этому протоколу. Технические характеристики (для DeviceNet): максимальное расстояние 500 м, максимальное количество узлов 64, длина информационной посылки 8 байт, используемый кабель Belden 3082A. Interbus Спецификация Interbus была разра- ботана фирмой Phoenix Contact в 1984 году и быстро завоевала прочные пози- ции в сфере распределенных АСУ ТП благодаря целому ряду интересных структурных решений. Прежде всего следует отметить максимальное рас- стояние, которое может охватывать эта ЦПС, — до 13 километров (рис. 1)! Для сетей, физический уровень которых основан на стандарте RS485, этот по- казатель просто феноменальный, и обеспечивается он благодаря ретранс- ляции сигнала в каждом узле. Макси- мальное количество узлов 512, рассто- яние между узлами до 400 метров, ис- пользуемый кабель Belden 3119A. Уз- лыретрансляторы образуют основу то- пологии Interbus, оконечные же уст- ройства подключаются к дополнитель- ным кольцевым сегментам, в которых питающее напряжение передается вме- сте с данными. Длина дополнительных сегментов может составлять до 200 метров, для их прокладки исполь- зуется обычная неэкранированная ви- тая пара. Доступ к среде передачи данных в Interbus организован по принципу сум- мирующего фрейма и обеспечивает га- рантированное время передачи инфор- мации. Таким образом, Interbus являет- ся хорошим решением для унифициро- ванной автоматизации производства, компоненты которого территориально разнесены на большое расстояние. PROFIBUS PROFIBUS — семейство ЦПС, обес- печивающее комплексное решение коммуникационных проблем предпри- ятия, было разработано фирмой Siemens в начале 90х годов. На нижнем уровне применяется сеть PROFIBUSDP (рис. 2), обеспечиваю- щая высокоскоростной обмен данны- ми с оконечными устройствами. Про- токол физического уровня соответст- вует стандарту RS485. Скорость обме- на прямо зависит от длины сетевого сегмента и варьируется от 100 кбит/с на расстоянии 1200 метров до 12 Мбит/с на дистанции до 100 метров. Взаимо- действие узлов в сети PROFIBUS опре- деляется моделью «Masterslave». Master сегмента последовательно опра- шивает подключенные узлы и выдает СТА 4/2002 www.cta.ru Рис. 1. Топология сети Interbus Рис. 2. Структура АСУ ТП на базе PROFIBUS