ЖУРНАЛ «СТА» №1/2008

44 СТА 1/2008 АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ПРОМЫШЛЕННЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ www.cta.ru Ч АСТЬ 5 О СНОВНЫЕ ПОДСИСТЕМЫ КОН - ТРОЛЛЕРА F ASTWEL I/O. С ЕР - ВИСЫ ВНЕШНЕЙ СЕТИ Контроллеры Fastwel I/O выпускают- ся в трёх модификациях, основное от- личие каждой из которых от остальных состоит в поддерживаемом интерфейсе внешней сети: CANopen (CPM701), Modbus RTU/ASCII «поверх» RS485 (CPM702) и Modbus TCP (CPM703). Перечисленные протоколы реализуют- ся соответствующими сервисами внеш- ней сети в каждом контроллере, при этом остальные части системного ПО контроллеров не замечают какойлибо разницы и абсолютно идентичны. Кро- ме того, хотелось бы особо подчеркнуть, что и прикладная программа, разрабо- танная пользователем в среде CoDeSys, также ничего не знает о том, какой именно сетевой интерфейс присутству- ет на контроллере. Собственно говоря, независимость прикладной программы от окружения (сетей, вводавывода и т.п.) является основным принципом, заложенным в архитектуру системы Fastwel I/O. Рассмотрим подробнее сетевые функ- ции контроллеров. CANopen Сеть CAN разрабатывалась, исходя из предположения, что она будет приме- няться во встраиваемых и промышлен- ных системах реального времени, в том числе в контроллерах на базе микропро- цессоров с ограниченными вычисли- тельными ресурсами. Одной из основ- ных особенностей сети CAN является наличие аппаратного арбитража досту- па к шине на основе значения иденти- фикатора передаваемого сообщения (а значит, важности передаваемых дан- ных), выполняемого за заранее извест- ное время, которое не зависит от коли- чества сообщений, передаваемых по се- ти разными абонентами. Чем меньше по абсолютному значению идентифи- катор сообщения, тем раньше сообще- ние будет передано в сеть. Кроме того, кадр канального уровня, передаваемый по сети CAN, не содержит служебных полей с информацией об источнике и получателе – только идентификатор са- мого сообщения. Наиболее естествен- ными видами отношений между участ- никами сетевого взаимодействия при использовании CAN являются: ● «производительпотребитель» без подтверждения; ● «производительпотребитель» с вы- боркой по запросу потребителя. В первом случае узел, являющийся источником информации («производи- телем»), передаёт в сеть сообщение, не- сущее до 8 байт данных и имеющее не- который идентификатор. При этом дан- ный узел ничего не знает об узлахполу- чателях данных. Узлы («потребители»), заинтересованные в получении данных, передаваемых в некоторых сообщениях, принимают сообщения с соответствую- щими идентификаторами. Во втором случае узелпотребитель при необходимости получить данные в сообщении с некоторым идентифика- тором передаёт в сеть так называемый кадр запроса удалённой передачи ( R emote T ransmission R equest – RTR) с таким же идентификатором – сообще- нием с установленным специальным битовым полем и нулевой длиной поля данных. Узел, являющийся источни- ком сообщения с полезными данными и идентификатором только что поя- вившегося в сети RTR, передаёт в сеть сообщение с данными и идентифика- тором принятого RTR. Заметим, что узелпотребитель не имеет представле- ния о том, откуда именно (от какого уз- ла сети) поступит запрошенное сооб- щение. Очевидно, что один и тот же узел сети CAN может выполнять функции как производителя, так и потребителя дан- ных. При этом имеется вполне естест- венное ограничение: пусть по сети предполагается передавать сообщение с идентификатором CANID; в таком слу- чае в сети должен быть один, и только один узел, являющийся «производителем» (или источником) сообщения с таким идентификатором . Спецификация CANopen содержит определение множества сетевых серви- сов, которые могут использоваться при- кладными программами узлов для пере- дачи данных реального времени, фай- лов, управления выполнением про- грамм и т.п. Более подробную информа- цию о сети CAN и протоколе CANopen можно загрузить с Webузла организа- ции CAN in Automation: http://www.can cia.org CiA 102 DS V2.0: CAN physical layer for industrial applications – специфи- кация физического уровня сети CAN для промышленных применений, CiA 301 DS V4.0.2: CANopen applica- tion layer and communication profile – спецификация прикладного уровня Fastwel I/O изнутри Александр Локотков В статье рассматриваются внутреннее устройство и принципы функционирования основных составных частей аппаратно-программного комплекса Fastwel I/O, предназначенного для создания автоматизированных систем сбора данных и управления. Представлены подходы к проектированию и детально описаны межмодульная внутренняя шина FBUS, адаптированная среда исполнения прикладных программ CoDeSys, сервисы сетевых протоколов и особенности взаимодействия составных частей комплекса друг с другом.