- •Промышленные сети Введение в промышленные сети
- •Архитектура систем управления
- •Многоуровневая структура систем автоматизации
- •Задачи уровней автоматизации
- •Обмен информацией между уровнями
- •Локальные сети
- •Модель взаимодействия открытых систем
- •Применение osi модели в промышленных сетях
- •Локальные сети, топология и среды передачи
- •Основные сетевые топологии
- •Топология звезда
- •Среды передачи данных
- •Передача данных
- •Интерфейс rs232c
- •Интерфейс rs422
- •Интерфейс rs485
- •Сравнительные характеристики стандартных интерфейсов
- •Методы доступа к шине
- •Случайный метод доступа к шине csma/cd
- •Метод передачи маркера
- •Метод Master Slave
- •Основные критерии выбора
- •Промышленная сеть Industrial Ethernet
- •Топология сетей Industrial Ethernet 10/100 Мб/с
- •Industrial Ethernet на базе триаксиальных и коаксиальных кабелей, а так же промышленных витых пар
- •Оптические сети Industrial Ethernet
- •Смешанные сети Industrial Ethernet
- •Промышленная сеть profibus
- •Каналы связи и топология сети profibus
- •Уровни profibus
- •Физический уровень для сетей profibus построенных на оптоволокне
- •Физический уровень для profibus pa
- •Топология шины profibus
- •Управление доступом к шине в сети profibus
- •Метод обмена маркером или система master –master
- •Метод master – slave
- •Конфигурирование сетей profibus
Интерфейс rs422
Симметричный интерфейс RS422 использует дифференциальные сигнальные линии, включая две информационные линии и линию заземления. Полезный сигнал представляет собой разность сигналов снимаемых с информационных линий. Такой метод передачи обладает повышенной помехозащищенностью, если в качестве среды передачи применяется витая пара, то в силу малого шага скрутки помеха на одном и на другом проводе будет практически одинакова. На приемной стороне выделяется разностный сигнал поэтому и помеха на выходе будет равна разности помех на каждой информационной линии. Использование этого стандарта позволяет значительно удлинить физические линии передачи данных и увеличить скорость передачи.
Интерфейс RS422 применяется в некоторых типах промышленных сетей.
Интерфейс rs485
Этот интерфейс используется для высокоскоростной передачи данных, максимальная длинна линии связи, без повторителей достигает полутора километров (на скорости до 90 килобот и 200 метров на скорости до 500 килобот).
Для данного интерфейса характерна повышенная помехоустойчивость как и для интерфейса RS422.
Интерфейс RS485 в настоящее время наиболее распространен в промышленных сетях.
Сравнительные характеристики стандартных интерфейсов
Сравнительные характеристики |
RS232C |
RS422 |
RS485 |
Максимальное число приемников на линии |
1/1 |
1/10 |
32/32 |
Максимальная длинна линии связи без повторителей |
15 метров |
1220 |
1.5 км |
Максимальная скорость передачи |
38.4 килобот |
90 килобот |
от 90 до 500 килобот |
Методы доступа к шине
Если несколько устройств соединяются между собой через общую линию связи (шину), то должен быть определен протокол доступа к шине.
Существует два метода доступа:
Централизованный
Децентрализованный
При централизованным контроле доступа к шине назначается узел с правами мастера. Этот узел назначает и отслеживает порядок и время доступа к шине для всех других участников. Если данный узел выходит из строя или отключается, то и циклы обмена по шине прекращаются.
Децентрализованный контроль с функциями мастера переходящими от одного участника сети к другому получил наибольшее распространение. Здесь права мастера назначаются целой группе устройств в сети.
Во всем мире широко приняты и используются две модели децентрализованного доступа:
CSMA/CD – которая соответствует стандарту IEEE 802.3
модель с передачей маркера, она соответствует стандарту IEEE 802.4
Для совместной работы сетей этих двух видов необходим межсетевой шлюз.
Случайный метод доступа к шине csma/cd
Наиболее известный механизм доступа передающей среде является метод случайного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов. Этот метод реализован в спецификации Ethernet, все станции на шине имеют право передавать данные, каждая из них постоянно прослушивает шину. Если шина свободна, любой из участников сети может занять её под свой цикл передачи. В том случае, когда несколько станций претендуют на шину одновременно, это приводит к так называемому конфликту или коллизии и тогда все претенденты снимают свои заявки. Затем каждый из участников включая генератор случайных чисел, который задает случайный интервал ожидания до следующего момента запроса шины.
Метод случайного доступа к шине получил широкое распространение в офисных, локальных вычислительных сетях. Данный метод наиболее эффективен в условиях относительно низкой общей загрузке канала (менее 30%).
В условиях большей загрузке канала выгоднее использовать сети реализующие модель с передачей маркера.