Există trei forme de comunicare pentru transmiterea în serie a datelor digitale:

A) comunicare simplex presupune prezența unui emițător și a unui receptor; informațiile sunt transmise într-o singură direcție, comunicarea se realizează printr-o pereche separată de fire;

B) comunicare semi-duplex permite transferul bidirecțional de date, dar nu simultan; comunicarea se realizează printr-un cablu format din două sau patru fire;

ÎN) comunicare duplex asigură transmisia bidirecțională simultană a datelor, iar comunicarea se realizează și prin intermediul unui cablu format din două sau patru fire.

Fiecare dintre formele de comunicare de mai sus necesită ca dispozitivul de recepție să fie pregătit să primească și să identifice fiecare set de date transmis de transmițător. Există două moduri de a rezolva această problemă. La transmisie asincronă fiecare pachet de date este precedat de start bit, iar la finalizarea transmiterii acestui pachet de date ar trebui oprește puțin. În acest fel, receptorul identifică clar începutul și sfârșitul mesajului. Cu toate acestea, din cauza necesității de a verifica în mod constant biții de pornire și oprire, viteza de transmisie pentru acest tip de comunicare este limitată și, de regulă, nu depășește 1200 bps.

Transmisia asincronă este utilizată în condiții de recepție incertă și niveluri ridicate de interferență. Transmisie sincronă nu necesită biți de pornire și oprire, transmițător și receptor sincronizate. Începutul transmisiei și recepției de date este pre-sincronizat de un impuls de ceas, iar apoi fiecare cuvânt al pachetului de date este recunoscut ca un bloc de șapte sau opt biți. Transferul de date sincron poate oferi viteze de peste 1200 bps și este cel mai adesea folosit pentru a transfera fluxuri de date, cum ar fi fișierele de program.

Senzori și comenzi inteligente moderne alături de cele tradiționale Interfață RS-232C poate include, de asemenea, un subsistem serial de intrare/ieșire bazat pe Interfață RS-485. Controlerele logice programabile de la majoritatea producătorilor conțin una sau alta implementare a interfețelor ca mijloc de organizare a sistemelor de achiziție și control de date distribuite geografic RS-422A/RS-485.

RS-232C– o interfață serială standard utilizată pe scară largă. Poate fi folosit pentru transmisia de date sincronă la viteze de până la 20.000 bps pe distanțe de până la 15 metri; pe distante mai mari viteza de transmisie scade. interfata RS-449– acesta este un standard ulterior, are caracteristici îmbunătățite în ceea ce privește viteza și distanța de transmisie față de RS-232; aici se pot atinge viteze de până la 10.000 bps pe o distanță de până la 1 km. Nivelurile de tensiune corespunzătoare standardului RS-232 sunt +12 V pentru „0” logic și –12 V pentru „1” logic. Interfața RS-232 este în prezent standard pentru COM-porturile computerelor personale. Deoarece marea majoritate a microprocesoarelor sunt construite pe TTL-structura(logica tranzistor-tranzistor), unde nivelul zero logic este 0 V, iar nivelul celui logic este +5 V, atunci, evident, nivelurile semnalului trebuie convertite pentru potrivire. Acesta din urmă se realizează folosind circuite integrate - convertoare de nivel, cum ar fi: MS1488 pentru a converti nivelurile TTL în niveluri RS-232 și MS1489 pentru a converti nivelurile RS-232 în niveluri TTL.

Interfață RS-485(EIA-485) este unul dintre cele mai comune standarde de nivel de comunicare fizică (canal de comunicare + metoda de transmitere a semnalului).

O rețea construită pe interfața RS-485 constă din transceiver conectate folosind pereche răsucită– două fire răsucite. Interfața RS-485 se bazează pe principiu diferenţial (echilibrat) transferuri date. Esența sa este de a transmite un semnal pe două fire. Mai mult, pe un fir (condițional A) semnalul original merge, iar celălalt (convențional B) este copia sa inversă. Astfel, există întotdeauna o diferență de potențial între cele două fire ale unei perechi răsucite (Fig. A1.1).

Figura A1.1

Această metodă de transmisie oferă imunitate ridicată la interferența în modul comun, care afectează în mod egal ambele fire ale liniei. Dacă semnalul este transmis prin potențial într-un fir în raport cu comunul, ca în RS-232, atunci interferența pe acest fir poate distorsiona semnalul în raport cu comunul (masă) care absoarbe bine interferența. În plus, diferența de potențial a punctelor comune va scădea peste rezistența unui fir comun lung ca o sursă suplimentară de distorsiune. Cu transmisia diferențială, astfel de distorsiuni nu apar, deoarece într-o pereche răsucită, captarea ambelor fire este aceeași. Astfel, potențialul în firele încărcate egal se modifică în mod egal, în timp ce diferența de potențial informativ rămâne neschimbată.

Implementarea hardware a interfeței - cipuri transceiver cu intrări/ieșiri diferențiale (la linie) și porturi digitale (la porturile controlerului UART). Există două opțiuni pentru această interfață: RS-422Și RS-485.

RS-422 – interfață duplex. Recepția și transmisia sunt asigurate prin două perechi separate de fire. Nu poate exista decât un transmițător pe fiecare pereche de fire.

RS-485 este un trunk analog al interfeței RS-422 semi-duplex. Recepția și transmisia se realizează pe o pereche de fire cu o separare în timp. Pot exista multe transmițătoare într-o rețea, deoarece acestea se pot opri în timpul recepției.

Toate dispozitivele sunt conectate la un cablu torsadat în același mod: ieșiri directe ( A) la un fir, invers ( B) - altcuiva.

Impedanța de intrare a receptorului pe partea de linie este de obicei de 12 kOhm. Deoarece puterea emițătorului nu este infinită, aceasta creează o limită a numărului de receptoare conectate la linie. Conform standardului RS-485, luând în considerare rezistențele de potrivire, emițătorul poate conduce până la 32 de receptoare. Cu toate acestea, folosind microcircuite cu impedanță de intrare crescută, puteți conecta un număr semnificativ mai mare de dispozitive la linie (mai mult de 100 de dispozitive). În acest caz, dispozitivele sunt conectate la linie în paralel, iar controlerul (calculatorul) trebuie să fie echipat cu un dispozitiv suplimentar - un convertor de port serial RS-485/RS-232.

Viteza maximă de comunicare în RS-485 poate ajunge la 10 Mbit/s, iar lungimea maximă a liniei de comunicație este de 1200 m. Dacă este necesar să se organizeze comunicarea la o distanță care depășește 1200 m, sau să se conecteze mai multe dispozitive decât capacitatea de încărcare transmițătorului permite, apoi sunt utilizate repetoare speciale ( repetoare).

Domeniul de tensiune al „1“ și „0“ logic în transmițătorul RS-485 este, respectiv, +1,5...+6 V și, respectiv, -1,5...–6 V și intervalul de tensiune în modul comun al transmițătorului este (–1 ...+3 V).

Valorile parametrilor sunt determinate astfel încât orice dispozitiv care face parte din sistemul informatic de măsurare să rămână operațional în prezența zgomotului de tip general la bornele sale conectate la linia de comunicație, a cărei tensiune este în intervalul de la –7 până la +7 V.

Pentru transferul paralel de date în sistemele informaționale de măsurare, este adesea folosită o interfață standard IEEE-488 (Institutul de Ingineri Electrici și Electronici), numit si HP-IB(Autobuz de interfață Hewlett-Packard) sau GPIB(Bus de interfață de uz general - magistrală de interfață de uz general). Comisia Electrotehnică Internațională ( IEC) a recomandat acest standard ca fiind unul internațional, din acest motiv în spațiul post-sovietic se numește Interfață digitală IEC.

Interfața IEEE-488 a fost dezvoltată pentru instrumente și convertoare electronice programabile și neprogramabile. Este conceput pentru schimbul de informații asincron, axat pe împerecherea dispozitivelor situate unul față de celălalt la o distanță de până la 20 m și asigură funcționarea dispozitivelor de complexitate variabilă în IIS, permite schimbul direct de informații între acestea, la distanță și local. controlul dispozitivelor. Interfața descrisă are o structură principală (Fig. A1.2).

Trunchiul de interfață este format din 24 de linii de semnal, dintre care opt sunt linii de sol, iar liniile rămase sunt împărțite în trei grupuri. Primul grup, format din opt linii de semnal bidirecționale, este magistrala de date. Este conceput pentru a transmite date și comenzi între diferite dispozitive conectate la interfață. Un alt grup de cinci linii de semnal - magistrala de control general, semnalele de control și stare sunt transmise prin intermediul acestuia. Ultimul grup de trei linii este folosit pentru a controla transferul de date ( autobuz de strângere de mână).

Dispozitivele conectate la interfață pot funcționa ca receptori sau surse de mesaje. În orice moment, un singur dispozitiv poate fi o sursă de informații, în timp ce mai multe dispozitive pot acționa simultan ca receptori de mesaje. Unul dintre dispozitivele de pe coloana vertebrală este controlor interfata.

Numărul total de receptoare și surse de informații din IEEE-488 nu trebuie să depășească 31 cu adresare pe un singur octet, iar numărul de dispozitive conectate în paralel trebuie să fie de 15 (inclusiv controlerul de control).

În standardul IEEE-488, un nivel ridicat de semnal într-o linie corespunde unei valori de tensiune egală sau mai mare de 2 V, iar un nivel scăzut corespunde unei valori de tensiune egală sau mai mică de 0,8 V.

Anexa A2

Manualul utilizatorului

1. Introducere
1.1. Zona de aplicare………………………………………………………………. 3
1.2. Scurtă descriere a caracteristicilor…………………………………………………… 3
1.3. Nivelul de utilizator………………………………………………………... 3

2. Scopul și condițiile de utilizare a sistemului automat de control al procesului „VP”…………………………………………………. 4

3. Soluția sistemului automat de control al procesului „VP”…………………………………………………………………. 5

4. Pornirea sistemului…………………………………………………………………………..……… 6

1. Introducere.

1.1. Zona de aplicare

Cerințele acestui document se aplică atunci când:

· teste preliminare complete;

· operațiune de probă;

· teste de acceptare;

· exploatare industrială.

1.2. Scurtă descriere a caracteristicilor

Produsul software „Weight Flow” este conceput pentru munca analitică, automatizarea și optimizarea proceselor de flux de documente și logistică interdepartamentală a diferitelor departamente ale întreprinderii. Sistemul oferă, de asemenea, capacitatea de a monitoriza și ajusta rapid funcționarea proceselor tehnice la întreprinderile asociate cu utilizarea echipamentelor de cântărire în lifturi, nave și depozite de gaze, stații feroviare de marfă și alte instalații industriale.

Complexul software și hardware și software al sistemului automat de control al procesului „Weight Flow” au o structură modulară.

Când se lucrează cu raportare, se folosesc adesea următoarele: software-ul OLE 1C cu funcție de sincronizare online (permite inițierea cântăririi din sistemul de contabilitate) și software-ul SAP RFC cu funcție de sincronizare online (generează cântăriri în sistemul de contabilitate), care oferă următoarele:

· verificarea posibilitatii de trecere a vehiculului pe teritoriul intreprinderii;

· crearea unui document în 1C privind faptul cântăririi vehiculului la întreprindere;

· returnarea datelor privind soldul fondurilor din contul contrapartidei în sistemul 1C;

· căutați un document după numărul vehiculului și returnați numărul documentului. Dacă există mai multe documente, ordinea de ieșire este determinată de dezvoltator; funcția returnează întotdeauna un document;

returnează informații despre document; returnare element de director; introducerea greutății mărfurilor în document; eliberarea unei liste de documente la data de.

1.3. Nivel de utilizator

Utilizatorul trebuie să aibă experiență de lucru cu MS Windows OS (95/98/NT/2000/XP, XP-7), abilități în lucrul cu MS Office și, de asemenea, să aibă următoarele cunoștințe:

· cunoaște domeniul relevant;

· cunoașterea principiului de funcționare al cântarelor de camioane;

· să poată conecta dispozitive periferice.

2. Scopul și condițiile de utilizare ale sistemului automat de control al procesului „VP”.

Dispecerare productie, transport, drumuri, aplicate cu succes in multe domenii de activitate, de la drumuri si treceri comerciale, parcari automate, pana la automatizarea industriei de producere a gazelor.

Complexul software și hardware al sistemului automat de control al procesului „Weight Flow” este proiectat pentru automatizarea sistemelor industriale de cântărire (cântare pentru vehicule, cântare vagoane etc.) și fluxul documentelor, configurarea ținând cont de industria întreprinderii și de caracteristicile contabile.

Toate sistemele au capacitatea de a se integra cu ușurință în alte sisteme, de exemplu, sisteme de contabilitate (1C, Turbobukhgalter, SAP, BAAN etc.) Sistemele sunt echipate și cu o opțiune de control de la distanță/la distanță. Toate proiectele noastre includ cele mai avansate și unice soluții software și hardware folosind tehnologii RFID (identificare prin radiofrecvență), active și pasive.

Sistemul de control al proceselor „Weight Flow” include instalarea sistemelor de securitate și supraveghere video, sisteme de control al accesului la unități industriale pentru diverse scopuri și orice nivel de complexitate, cu integrarea acestora în procesele tehnologice și fluxul documentelor ale întreprinderii, precum și utilizarea tehnologii RFID moderne (activ/pasiv) .

3. Soluția sistemului automat de control al procesului „VP”

Opțiuni tipice pentru completarea sistemelor automate de control al procesului „Flux de greutate”

Opțiuni de identificare a evenimentelor. „Evenimentul” este o componentă importantă care vă permite să organizați funcționarea sistemului fără o persoană, ceea ce elimină „riscurile” asociate activităților angajaților necinstiți.

1. Analiza video inteligentă - sistem de recunoaștere pentru vehicule, numere de vehicule/vagoane/containere;
2. RFID - identificare prin radiofrecvență (activă sau pasivă);
3. Senzori diverși - senzori de inducție, termici;
4. Intrarea umană a datelor despre evenimente

Actuatori: - orice dispozitiv digital al caror design include porturi de conectare (COM USB, RS 232/485, retea IP etc.);
- orice dispozitive analogice cu functii on/off (semafoare/motoare/becuri/bariere/amortizoare etc.);
- senzori/analizori digitali, electronici si cu contacte uscate.

Componentele software ale sistemului automat de control al procesului „VP”
Avem mai multe module APCS - funcționalitatea lor este descrisă pe scurt în specificație, mai detaliat în manual. Mai jos sunt principalele componente software ale sistemului de control al procesului „Weight Flow”. Fiecare modul are anumite funcții de bază:

1. Server - software-ul APCS „Weight Flow”
Nordul central al scărilor (WEB, SQL, URDB)

2. Program de cântărire - sistem automat de control al procesului „Weight Flow” Modul de cântărire automată/călărire feroviară
3. Utilizarea diferitelor dispozitive - sistem automat de control al procesului „Weight Flow” Modulul controler +
în sistem

4. Reglaje, vizibil/invizibil - sistem automat de control al procesului „VP” Modul Laborator

5. Loc de muncă suplimentar - sistem automat de control al procesului „VP” Modulul loc de muncă suplimentar
(posibilitatea de conectare de la distanță sau prin rețea la stația de lucru de control automatizat)

4. Pornirea sistemului

https://pandia.ru/text/80/223/images/image002_125.jpg" width="672 height=361" height="361">

Orez. 2. Interfața sistemului automat de control al procesului „Flux de greutate”

Interfață constă din următoarele elemente:

1.Meniu de navigare. Servește la configurarea și gestionarea sistemului.

2.Butoane pentru comutarea între scale. Servește pentru a comuta afișajul stării diferitelor cântar și pentru a indica cântarele active în prezent dacă la sistem este conectată mai mult de o cântar.

3.Meniul operator. Servește la gestionarea cântăririi, a documentelor și a sistemului de control acces. Comută aspectul și funcțiile panoului operator.

4.Panou operator. Servește la gestionarea cântăririi, a documentelor și a sistemului de control acces. Aspectul și funcțiile depind de fila selectată curent în meniul operator (poziția 3). Când sistemul pornește, este afișat panoul de control al cântarului (ca în Fig. 2).

5.Calendar. Servește pentru a selecta rezultatele cântăririi afișate pe panoul de protocol de cântărire (poziția 7) după dată și pentru a afișa data curentă.

6.Butonul „Înregistrează document”. Folosit pentru a crea un document nou.

7.Panou de protocol de cântărire. Servește pentru afișarea rezultatelor cântăririi pentru o anumită dată selectată în calendar (poziția 5).

8. Panoul video. Afișează transmisia video de la camere CCTV.

Meniu de navigatie(Fig. 3) se află în colțul din stânga sus al monitorului și constă din următoarele secțiuni: „Fișier”, „Configurare”, „Module”, „Windows”, „Despre program”.

https://pandia.ru/text/80/223/images/image004_81.jpg" align="left" width="120" height="76">

Orez. 4. Meniul „Fișier”.

Meniul "Configurare" (Fig. 5)

Oferă acces la parametrii de service ale sistemului

„Designer de plăci de imprimare” - servește pentru înregistrarea machetelor documentelor

"Setarile sistemului" - servește la configurarea sistemului în conformitate cu parametrii necesari

https://pandia.ru/text/80/223/images/image006_48.jpg" align="left" width="171" height="92 src=">

Orez. 6. Meniul „Module”.

Meniul "Fereastră" (Fig. 7)

Afișează o listă de ferestre deschise și vă permite să comutați între ele

https://pandia.ru/text/80/223/images/image008_40.jpg" width="675 height=356" height="356">

Rețelele de date industriale sunt unul dintre elementele principale ale sistemelor moderne de control al proceselor automatizate. Apariția protocoalelor de comunicare industrială a marcat începutul introducerii sistemelor de control distribuite geografic capabile să acopere numeroase instalații tehnologice, unind ateliere întregi, iar uneori fabrici. Astăzi, domeniul comunicațiilor industriale se dezvoltă vertiginos: sunt cunoscute peste 50 de standarde de rețele de comunicații, special adaptate pentru aplicații industriale, iar în fiecare an apar noi tehnologii avansate de transmisie a datelor. Acest lucru nu este surprinzător, deoarece rețelele de comunicații sunt cele care determină în mare măsură calitatea, fiabilitatea și funcționalitatea sistemelor automate de control al proceselor în ansamblu.

Rețelele de transmisie a datelor utilizate în sistemele automate de control al proceselor pot fi împărțite în două clase:

1. Autobuze de teren;
2. Rețele de nivel superior (nivel de operator, autobuze terminale).

1. Autobuze de teren

Funcția principală a magistralei de câmp este de a asigura interacțiunea în rețea între controlere și periferice la distanță (de exemplu, nodurile I/O). În plus, la magistrala de câmp pot fi conectate diverse instrumente și actuatoare (Field Devices), echipate cu interfețe de rețea corespunzătoare. Astfel de dispozitive sunt adesea numite dispozitive inteligente de teren, deoarece acceptă protocoale de comunicare de rețea de nivel înalt.

După cum sa menționat, există multe standarde fieldbus, dintre care cele mai comune sunt:

1. Profibus DP;
2. Profibus PA;
3. Foundation Fieldbus;
4. Modbus RTU;
5. CERB;
6. DeviceNet.

În ciuda nuanțelor implementării fiecărui standard (rata de transfer de date, format de cadru, mediu fizic), acestea au o caracteristică comună - algoritmul de schimb de date în rețea utilizat, bazat pe principiul clasic Master-Slave sau pe micile sale modificări. Busele de teren moderne îndeplinesc cerințe tehnice stricte, făcându-le potrivite pentru utilizare în medii industriale dure. Aceste cerințe includ:

1. Determinism. Aceasta înseamnă că transmiterea unui mesaj de la un nod de rețea la altul durează o perioadă de timp strict fixă. Rețelele de birou construite folosind tehnologia Ethernet sunt un exemplu excelent de rețea nedeterministă. Algoritmul de accesare a unui mediu partajat folosind metoda CSMA/CD nu determină timpul în care un cadru de la un nod al rețelei va fi transmis la altul și, strict vorbind, nu există nicio garanție că cadrul va ajunge chiar la destinație. Acest lucru este inacceptabil pentru rețelele industriale. Timpul de transmitere a mesajului trebuie limitat și, în general, ținând cont de numărul de noduri, viteza de transmitere a datelor și lungimea mesajului, poate fi calculat în avans.

2. Suport pe distanțe lungi. Aceasta este o cerință esențială, deoarece distanța dintre obiectele de control poate ajunge uneori la câțiva kilometri. Protocolul utilizat ar trebui să fie orientat pentru utilizare în rețele de distanță lungă.

3. Protecție împotriva interferențelor electromagnetice. Liniile lungi sunt deosebit de susceptibile la efectele dăunătoare ale interferențelor electromagnetice emise de diferite echipamente electrice. Interferența puternică pe linie poate distorsiona datele transmise dincolo de recunoaștere. Pentru a proteja împotriva unor astfel de interferențe, sunt utilizate cabluri ecranate speciale, precum și fibră optică, care, datorită naturii ușoare a semnalului de informații, este în general insensibilă la interferența electromagnetică. În plus, rețelele industriale trebuie să utilizeze metode speciale de codificare a datelor digitale care să prevină distorsionarea datelor în timpul transmisiei sau, cel puțin, să permită ca datele distorsionate să fie detectate efectiv de către nodul receptor.

4. Proiectare mecanică consolidată a cablurilor și conectorilor. Nici aici nu este nimic surprinzător, dacă vă imaginați condițiile în care de multe ori trebuie puse linii de comunicare. Cablurile și conectorii trebuie să fie puternice, durabile și potrivite pentru utilizare în cele mai severe condiții (inclusiv atmosfere agresive, condiții de nivel ridicat de vibrații, umiditate).

Pe baza tipului de mediu fizic de transmisie a datelor, magistralele de teren sunt împărțite în două tipuri:

1. Fieldbus-uri construite pe baza de cablu de fibră optică. Avantajele utilizării fibrei optice sunt evidente: capacitatea de a construi linii lungi de comunicație (până la 10 km sau mai mult); lățime de bandă mare; insensibilitate la interferența electromagnetică; Posibilitate de instalare in zone periculoase. Dezavantaje: cost relativ ridicat al cablului; complexitatea conexiunii fizice și a conexiunii prin cablu. Aceste lucrări trebuie efectuate de specialiști calificați.
2. Autobuze de teren construite pe bază de cablu de cupru. De regulă, acesta este un cablu de pereche răsucite cu două fire, cu izolație și ecranare speciale. Avantaje: preț rezonabil; ușurința de așezare și de a realiza conexiuni fizice. Dezavantaje: susceptibil la interferențe electromagnetice; lungime limitată a liniilor de cablu; lățime de bandă mai mică în comparație cu fibra optică.

Un exemplu de modul care conectează un controler Simatic S7-300 la o rețea Profibus DP cu un cablu de fibră optică este procesorul de comunicații CP 342-5 FO. Pentru a conecta S7-300 la o rețea Profibus DP cu un cablu de cupru, puteți utiliza modulul CP 342-5.

2. Rețele de nivel superior

Rețelele de nivel superior ale sistemelor automate de control al proceselor sunt utilizate pentru a transfera date între controlori, servere și stații de lucru ale operatorului. Uneori, astfel de rețele includ noduri suplimentare: un server de arhivă centrală, un server de aplicații industriale, o stație de inginerie etc. Dar acestea sunt deja opțiuni.

Ce rețele sunt utilizate la nivelul superior al sistemului de control al procesului? Spre deosebire de standardele fieldbus, nu există prea multă varietate aici. De fapt, majoritatea rețelelor de nivel superior utilizate în sistemele moderne de control al proceselor se bazează pe standardul Ethernet (IEEE 802.3) sau pe variantele sale mai rapide Fast Ethernet și Gigabit Ethernet. În acest caz, de regulă, se utilizează protocolul de comunicare TCP/IP. În acest sens, rețelele de calitate operator sunt foarte asemănătoare cu rețelele LAN convenționale utilizate în aplicațiile de birou. Utilizarea industrială pe scară largă a rețelelor Ethernet se datorează următoarelor puncte evidente:

1) Rețelele industriale de nivel superior conectează multe stații de operator și servere, care în cele mai multe cazuri sunt computere personale. Standardul Ethernet este excelent pentru organizarea unor astfel de rețele LAN; Pentru a face acest lucru, trebuie să echipați fiecare computer doar cu un adaptor de rețea (NIC, placă de interfață de rețea). Multe controlere moderne au module de comunicație pentru conectarea la rețele Ethernet (de exemplu, procesorul de comunicații CP 343-1 vă permite să conectați S7-300 la o rețea Industrial Ethernet).

2) Există pe piață o gamă largă de echipamente de comunicații ieftine pentru rețele Ethernet, inclusiv cele special adaptate pentru uz industrial.

3) Rețelele Ethernet au rate ridicate de transfer de date. De exemplu, standardul Gigabit Ethernet permite transferul de date la viteze de până la 1 Gb pe secundă utilizând un cablu torsadat categoria 5. După cum va fi clar mai târziu, debitul ridicat al rețelei devine extrem de important pentru aplicațiile industriale.

4) Utilizarea unei rețele Ethernet la nivelul superior al sistemului automat de control al procesului face posibilă conectarea simplă a rețelei de control automat al procesului cu rețeaua locală a fabricii (sau a întreprinderii). De obicei, rețeaua LAN existentă a unei fabrici se bazează pe standardul Ethernet. Utilizarea unui singur standard de rețea face posibilă simplificarea integrării sistemelor automate de control al proceselor în rețeaua globală a întreprinderii.

Cu toate acestea, rețelele industriale de nivel superior al sistemelor automate de control al proceselor au specificul lor, determinat de condițiile de aplicare industrială. Cerințele tipice pentru astfel de rețele sunt:

1. Lățime de bandă mare și viteză de transfer de date. Volumul traficului depinde direct de mulți factori: numărul de parametri tehnologici arhivați și vizualizați, numărul de servere și stații operator, aplicațiile aplicației utilizate etc. Spre deosebire de rețelele de câmp, nu există o cerință strictă de determinism: strict vorbind, nu contează cât timp durează transferul unui mesaj de la un nod la altul - 100 ms sau 700 ms (desigur, acest lucru nu contează atâta timp cât este este în limite rezonabile). Principalul lucru este că rețeaua în ansamblu poate face față volumului total de trafic într-un anumit timp. Cel mai intens trafic circulă prin secțiuni ale rețelei care conectează serverele și stațiile de operator (clienți). Acest lucru se datorează faptului că la stația de operator, informațiile tehnologice sunt actualizate în medie o dată pe secundă și pot fi transmise câteva mii de parametri tehnologici. Dar nici aici nu există restricții stricte de timp: operatorul nu va observa dacă informațiile sunt actualizate, să zicem, la fiecare secundă și jumătate în loc de cea necesară. În același timp, dacă controlerul (cu un ciclu de scanare de 100 ms) întâmpină o întârziere de 500 ms în sosirea de noi date de la senzor, acest lucru poate duce la procesarea incorectă a algoritmilor de control.

2. Toleranță la erori. Acest lucru se realizează, de regulă, prin echipamente de comunicație redundante și linii de comunicație conform schemei 2*N, astfel încât, în cazul unei defecțiuni ale comutatorului sau al unei întreruperi de canal, sistemul de control să poată localiza locația defecțiunii în cel mai scurt timp posibil (nu mai mult de 1-3 s) și efectuați restructurarea automată a topologiei și redirecționarea traficului către rutele de rezervă.

3. Conformitatea echipamentelor de rețea cu condițiile industriale de funcționare. Aceasta înseamnă măsuri tehnice atât de importante precum: - protejarea echipamentelor de rețea de praf și umiditate; - interval extins de temperatură de funcționare; - ciclu de viață crescut; - posibilitate de instalare convenabilă pe șină DIN; - alimentare de joasă tensiune cu redundanță; - conectori și conectori durabili și rezistenți la uzură.

Funcțiile echipamentelor de rețea industrială nu sunt practic diferite de analogii de birou, cu toate acestea, datorită designului special, costă puțin mai mult. Figura 1 prezintă, ca exemplu, fotografii ale comutatoarelor de rețea industriale care oferă suport pentru o topologie de rețea redundantă.

Fig.1Întrerupătoare industriale SCALANCE X200 de la Siemens (stânga) și LM8TX de la Phoenix Contact (dreapta): montare pe șină DIN

Când vorbim despre rețelele industriale construite pe tehnologia Ethernet, termenul Ethernet industrial este adesea folosit, sugerând astfel scopul lor industrial. Există acum discuții ample despre separarea Industrial Ethernet într-un standard industrial separat, dar în acest moment Industrial Ethernet este doar o listă de recomandări tehnice pentru organizarea rețelelor în medii industriale și este, strict vorbind, o completare neformalizată la specificația stratului fizic al standardul Ethernet.

Există un alt punct de vedere asupra a ceea ce este Industrial Ethernet. Faptul este că în ultima perioadă au fost dezvoltate multe protocoale de comunicație pe baza standardului Ethernet și optimizate pentru transmiterea de date critice în timp. Astfel de protocoale sunt numite în mod convențional protocoale în timp real, ceea ce înseamnă că pot fi utilizate pentru a organiza schimbul de date între aplicații distribuite care sunt critice în timp și necesită sincronizare precisă a timpului. Scopul final este atingerea unui determinism relativ în transferul de date. Exemple de Ethernet industrial includ:

• Profinet;
• EtherCAT;
• Ethernet Powerlink;
• Eter/IP.

Aceste protocoale modifică protocolul standard TCP/IP în grade diferite, adăugând noi algoritmi de schimb de rețea, funcții de diagnosticare, metode de autocorecție și funcții de sincronizare. În același timp, legătura de date Ethernet și straturile fizice rămân neschimbate. Acest lucru permite utilizarea noilor protocoale de transfer de date pe rețelele Ethernet existente folosind echipamente de comunicații standard.

Protocoale de comunicare în sistemele automate de control al proceselor

În sistemele moderne de automatizare, ca urmare a modernizării constante a producției, sarcina de a construi rețele industriale distribuite folosind protocoale flexibile de transfer de date este întâlnită din ce în ce mai mult.

S-au dus vremurile în care un dulap uriaș cu echipamente era amplasat undeva în camera de control, cu kilometri de mănunchiuri groase de cabluri care duceau la senzori și actuatoare care se întindeau spre el. Astăzi, în marea majoritate a cazurilor, este mult mai profitabilă să instalați mai multe controlere locale combinate într-o singură rețea, economisind astfel instalarea, testarea, punerea în funcțiune și întreținerea în comparație cu un sistem centralizat.

Pentru organizarea rețelelor industriale se folosesc multe interfețe și protocoale de transfer de date, de exemplu Modbus, Ethernet, CAN, HART, PROFIBUS etc. Sunt necesare pentru transmiterea datelor între senzori, controlere și actuatoare (AM); calibrarea senzorului; sursa de alimentare pentru senzori si MI; conexiuni între nivelurile inferioare și superioare ale sistemului automat de control al procesului. Protocoalele sunt dezvoltate ținând cont de specificul sistemelor de producție și tehnice, asigurând o conexiune fiabilă și o precizie ridicată a transferului de date între diverse dispozitive. Alături de funcționarea fiabilă în condiții dure, funcționalitatea, flexibilitatea în proiectare, ușurința de integrare și întreținere și conformitatea cu standardele industriale devin cerințe din ce în ce mai importante în sistemele automate de control al proceselor.

Cel mai comun sistem de clasificare pentru protocoalele de rețea este modelul teoretic OSI ( model de referință de bază pentru interacțiunea sistemelor deschise, engleză. Model de referință de bază pentru interconectarea sistemelor deschise). Specificația pentru acest model a fost adoptată în cele din urmă în 1984 de către Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO). În conformitate cu modelul OSI, protocoalele sunt împărțite în 7 straturi, situate unul deasupra celuilalt, în funcție de scopul lor - de la fizic (generarea și recunoașterea semnalelor electrice sau de altă natură) la aplicație (API pentru transferul de informații prin aplicații). Interacțiunea între niveluri poate fi realizată atât pe verticală, cât și pe orizontală (Fig. 1). În comunicarea orizontală, programele necesită un protocol comun pentru schimbul de date. În verticală - prin interfețe.

Orez. 1. Modelul teoretic OSI.

Strat de aplicație

Strat de aplicare - strat de aplicare ( Engleză Strat de aplicație). Oferă interacțiune între rețea și aplicațiile utilizator care depășesc modelul OSI. Următoarele protocoale sunt utilizate la acest nivel: HTTP, gopher, Telnet, DNS, SMTP, SNMP, CMIP, FTP, TFTP, SSH, IRC, AIM, NFS, NNTP, NTP, SNTP, XMPP, FTAM, APPC, X.400 , X .500, AFP, LDAP, SIP, ITMS, Modbus TCP, BACnet IP, IMAP, POP3, SMB, MFTP, BitTorrent, eD2k, PROFIBUS.

Nivel executiv

Nivel executiv ( Engleză Stratul de prezentare) - nivelul de prezentare a datelor. Acest nivel poate efectua conversia protocolului și compresia/decompresia sau codificarea/decodarea datelor, precum și redirecționarea cererilor către o altă resursă de rețea dacă acestea nu pot fi procesate local. Acesta convertește cererile de aplicații primite de la nivelul aplicației într-un format pentru transmisie prin rețea și convertește datele primite din rețea într-un format pe care aplicațiile îl pot înțelege. Următoarele protocoale aparțin în mod tradițional acestui nivel: HTTP, ASN.1, XML-RPC, TDI, XDR, SNMP, FTP, Telnet, SMTP, NCP, AFP.

Stratul de sesiune

Nivel de sesiune ( Engleză Stratul de sesiune) gestionează crearea/încheierea unei sesiuni de comunicare, schimbul de informații, sincronizarea sarcinilor, determinarea dreptului de transfer de date și menținerea unei sesiuni în perioadele de inactivitate a aplicațiilor. Sincronizarea transmisiei este asigurată prin plasarea punctelor de control în fluxul de date, de la care procesul este reluat dacă interacțiunea este întreruptă. Protocoale utilizate: ASP, ADSP, DLC, Named Pipes, NBT, NetBIOS, NWLink, Printer Access Protocol, Zone Information Protocol, SSL, TLS, SOCKS.

Stratul de transport

Stratul de transport ( Engleză Stratul de transport) organizează livrarea datelor fără erori, pierderi și duplicare în ordinea în care au fost transmise. Împarte datele în fragmente de dimensiuni egale, combinând cele scurte și împărțind pe cele lungi (dimensiunea fragmentului depinde de protocolul utilizat). Protocoale utilizate: TCP, UDP, NetBEUI, AEP, ATP, IL, NBP, RTMP, SMB, SPX, SCTP, DCCP, RTP, TFTP.

Stratul de rețea

Stratul de rețea ( Engleză Stratul de rețea) definește căile de transfer de date. Responsabil pentru traducerea adreselor și numelor logice în cele fizice, determinarea celor mai scurte rute, comutarea și rutarea și monitorizarea problemelor și a congestionării rețelei. Protocoale utilizate: IP, IPv6, ICMP, IGMP, IPX, NWLink, NetBEUI, DDP, IPSec, ARP, RARP, DHCP, BootP, SKIP, RIP.

Stratul de legătură de date

Strat de legătură ( Engleză Stratul de legătură de date) este conceput pentru a asigura interacțiunea rețelelor la nivel fizic. Datele primite de la nivelul fizic sunt verificate pentru erori, corectate dacă este necesar, împachetate în cadre, verificate pentru integritate și trimise la nivelul de rețea. Stratul de legătură de date poate comunica cu unul sau mai multe straturi fizice. Specificația IEEE 802 împarte acest strat în 2 substraturi - MAC (Media Access Control) reglementează accesul la mediul fizic partajat, LLC (Logical Link Control) oferă serviciul de nivel de rețea. Protocoale utilizate: STP, ARCnet, ATM, DTM, SLIP, SMDS, Ethernet, FDDI, Frame Relay, LocalTalk, Token ring, StarLan, L2F, L2TP, PPTP, PPP, PPPoE, PROFIBUS.

Strat fizic

Strat fizic ( Engleză Strat fizic) este destinat direct transmiterii unui flux de date. Transmite semnale electrice sau optice într-o transmisie prin cablu sau radio și, în consecință, le primește și le convertește în biți de date în conformitate cu metodele de codificare a semnalului digital. Protocoale utilizate: RS-232, RS-422, RS-423, RS-449, RS-485, ITU-T, xDSL, ISDN, T1, E1, 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-T, 1000BASE-T , 1000BASE-TX, 1000BASE-SX.

După cum probabil ați observat, multe protocoale sunt menționate la mai multe niveluri simultan. Acest lucru indică faptul că modelul teoretic este incomplet și îndepărtat de protocoalele de rețea reale, astfel încât legarea unora dintre ele la nivelurile OSI este condiționată.

În practica mondială, dintre rețelele de uz general, cel mai utilizat protocol este HTTP (Engleză HyperText Transfer Protocol - „protocol de transfer hipertext”). Se referă la straturile de aplicare și prezentare ale modelului teoretic OSI. HTTP se bazează pe tehnologia client-server, adică există un consumator (client) care inițiază conexiunea și trimite o solicitare, iar un furnizor (server) care așteaptă ca conexiunea să primească cererea, efectuează acțiunile necesare și returnează un mesaj cu rezultatul. Principalul tip de client HTTP este un browser, cum ar fi Mozilla Firefox, Opera sau Microsoft Internet Explorer. HTTP este acum utilizat pe scară largă pe World Wide Web pentru a prelua informații de pe site-uri web.

Orez. 2. Tehnologia client server.

Au fost dezvoltate protocoale extinse pe baza HTTP: HTTPS ( Engleză Protocol de transfer hipertext securizat), care acceptă criptarea și HTTP-NG ( Engleză HTTP următoarea generație), creșterea performanței Web-ului și extinderea posibilităților aplicațiilor industriale.

Părți pozitive: ușurința dezvoltării aplicațiilor client, capacitatea de a extinde protocolul prin adăugarea propriilor anteturi, utilizarea pe scară largă a protocolului.

Laturile negative: dimensiune mare a mesajului în comparație cu datele binare, lipsă de navigare în resursele serverului, incapacitatea de a utiliza calculul distribuit.

crearea de centre de telecomandă, aplicații web pentru sisteme SCADA, software pentru controlere industriale, organizare supraveghere video.

Astăzi, protocolul HTTP și modificările acestuia sunt acceptate de hardware și software de la majoritatea producătorilor. Să ne uităm la unele dintre ele.

În echipamentele Korenix ale JetNet, JetRock, JetPort, JetI/O, JetBox (rețea bazată pe Ethernet industrial), JetWave (soluții fără fir) protocoale din seria HTTP sunt utilizate pentru organizarea accesului, configurarea și gestionarea dispozitivelor.

ICPDAS oferă următoarele echipamente și software pentru lucrul cu protocolul HTTP. Controlerele din seria HRAK, WinPAC, WinCon, LinPAC, ViewPAC funcționează sub sistemele de operare Windows și Linux, cu un server HTTP încorporat. Pachetele software InduSoft (SCADA), ISaGRAF, Web HMI, VXCOMM, MiniOS7 Studio folosesc, de asemenea, un server HTTP pentru a comunica și a interacționa cu dispozitivele.

Switch-urile gestionate, computerele încorporate și echipamentele industriale de rețea fără fir produse de Moha nu se pot descurca fără utilizarea protocoalelor familiei HTTP.

Orez. 3. Compatibilitatea protocoalelor familiei Modbus.

Pentru a organiza interacțiunea dintre elementele de automatizare din rețelele industriale de date, protocolul de comunicare Modbus este utilizat pe scară largă. Există trei implementări principale ale protocolului Modbus, două pentru transmiterea datelor prin linii de comunicații seriale, ambele EIA/TIA-232-E de cupru (RS-232), EIA-422, EIA/TIA-485-A (RS-485) , și optice și radio: Modbus RTU și Modbus ASCII, iar pentru transmisia de date prin rețele Ethernet prin TCP/IP: Modbus TCP.

Diferența dintre protocoalele Modbus ASCII și Modbus RTU este modul în care sunt codificate caracterele. În modul ASCII, datele sunt codificate folosind un tabel ASCII, în care fiecare caracter corespunde la doi octeți de date. În modul RTU, datele sunt transmise sub formă de caractere binare de 8 biți, care oferă rate de transfer de date mai mari. ASCII permite întârzieri de până la 1 secundă, spre deosebire de RTU, unde mesajele trebuie să fie continue. De asemenea, modul ASCII are un sistem simplificat de decodare și de gestionare a datelor.

Familia de protocoale Modbus (Modbus ASCII, Modbus RTU și Modbus TCP/IP) utilizează același protocol de aplicație, ceea ce asigură compatibilitatea acestora. Numărul maxim de noduri de rețea într-o rețea Modbus este de 31. Lungimea liniilor de comunicație și viteza de transfer de date depind de implementarea fizică a interfeței. Elementele de rețea Modbus comunică folosind un model client-server bazat pe tranzacții de cerere și răspuns.

De obicei, rețeaua are un singur client, așa-numitul dispozitiv „master” și mai multe servere - dispozitive „sclave”. Dispozitivul principal inițiază tranzacții (transmite cereri). Dispozitivele slave transmit datele solicitate de dispozitivul master sau efectuează acțiunile solicitate. Master-ul se poate adresa slave-ului individual sau poate iniția un mesaj transmis tuturor slave-ului. Dispozitivul slave generează un mesaj și îl returnează ca răspuns la o solicitare adresată în mod specific acestuia.

Aplicatii industriale:

Ușurința de utilizare a protocoalelor familiei Modbus în industrie a dus la utilizarea pe scară largă a acestuia. Astăzi, echipamentele de la aproape toți producătorii acceptă protocoale Modbus.

Compania ICPDAS oferă o gamă largă de echipamente de comunicații pentru organizarea rețelelor pe baza protocoalelor familiei Modbus: seria I-7000 (gateway-uri DeviceNet, servere Modbus, controlere de comunicații adresabile); controlere programabile din seria HRAK, WinPAC, WinCon, LinPAC, ViewPAC.

Panourile de operare fabricate de Weintek și convertizoarele de frecvență Control Techniques folosesc, de asemenea, protocolul Modbus pentru a comunica cu controlerele.

În mod tradițional, protocoalele din familia Modbus sunt suportate de serverele OPC ale sistemelor SCADA (Clear SCADA, Control Microsystems, InTouch Wonderware, TRACE MODE) pentru comunicarea cu elementele de control (controlere, VFD, regulatoare etc.).

Orez. 4. Rețeaua Profibus.

În Europa, rețeaua industrială deschisă PROFIBUS (PROcess FIeld BUS) a devenit larg răspândită. Inițial, un prototip al acestei rețele a fost dezvoltat de Siemens pentru controlerele sale industriale.

PROFIBUS combină caracteristicile tehnologice și funcționale ale comunicației seriale la nivel de câmp. Vă permite să combinați dispozitive de automatizare disparate într-un singur sistem la nivel de senzori și unități. Rețeaua PROFIBUS se bazează pe mai multe standarde și protocoale, folosind schimbul de date între master și slave (protocoale DP și PA) sau între mai mulți master (protocoale FDL și FMS).

Rețeaua PROFIBUS poate fi asociată cu trei straturi ale modelului OSI: fizic, legătură de date și strat de aplicație.

Protocolul unic de acces la magistrală pentru toate versiunile PROFIBUS este protocolul PROFIBUS-FDL implementat la al doilea nivel al modelului OSI. Acest protocol folosește o procedură de acces token. La fel ca și rețelele bazate pe protocoale Modbus, o rețea PROFIBUS constă din dispozitive master și slave. Dispozitivul principal poate controla magistrala. Când un dispozitiv master are drepturi de acces la magistrală, poate transmite mesaje fără o solicitare de la distanță. Dispozitivele slave sunt dispozitive periferice obișnuite și nu au drepturi de acces la magistrală, adică pot confirma doar mesajele primite sau pot transmite mesaje către dispozitivul principal la cerere. Într-o configurație minimă, rețeaua poate consta fie din doi master, fie din un master și un slave.

Aceleași canale de comunicație ale rețelei PROFIBUS permit utilizarea simultană a mai multor protocoale de transfer de date. Să ne uităm la fiecare dintre ele.

PROFIBUS DP (Decentralized Peripheral) este un protocol menit să asigure schimbul de date de mare viteză între dispozitivele master DP și dispozitivele I/O distribuite. Protocolul se caracterizează prin timp de răspuns minim și rezistență ridicată la câmpurile electromagnetice externe. Optimizat pentru sisteme de mare viteză și costuri reduse.

PROFIBUS PA (Process Automation) este un protocol pentru schimbul de date cu echipamente la nivel de câmp situate în zone normale sau periculoase. Protocolul permite conectarea senzorilor și actuatoarelor la o magistrală liniară sau magistrală inelă.

PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification - Field level message specification) este un protocol universal pentru rezolvarea problemelor de schimb de date între dispozitive inteligente de rețea (controlere, calculatoare/programatoare, sisteme de interfață om-mașină) la nivel de teren. Unele analoge ale Ethernetului industrial, utilizate de obicei pentru comunicarea de mare viteză între controlere și computere de nivel superior.

Toate protocoalele folosesc aceleași tehnologii de transfer de date și o metodă comună de acces la magistrală, astfel încât să poată funcționa pe aceeași magistrală.

Părți pozitive: deschidere, independență față de furnizor, prevalență.

Aplicatii industriale: organizarea comunicarii senzorilor si actuatorilor cu controlerul, comunicarii controlerelor si calculatoarelor de control, comunicarii cu senzori, controlere si retele corporative, in sisteme SCADA.

Cea mai mare parte a echipamentelor care utilizează protocolul PROFIBUS sunt echipamente de la SIEMENS. Dar recent acest protocol a fost folosit de majoritatea producătorilor. Acest lucru se datorează în mare măsură prevalenței sistemelor de control bazate pe controlere Siemens.

Orez. 5. Rețea Profibus bazată pe echipamente ICP DAS.

Pentru implementarea proiectelor bazate pe PROFIBUS, ICPDAS oferă o serie de dispozitive slave: gateway-uri PROFIBUS/Modbus din seria GW, convertoare PROFIBUS la RS-232/485/422 din seria I-7000, module și cadre I/O la distanță de PROFIBUS din seria PROFI-8000. În prezent, inginerii ICPDAS efectuează dezvoltări intensive în domeniul creării unui dispozitiv master PROFIBUS.

Descărcați documentul

STANDARDUL DE STAT AL UNIUNII URSS

INTERFATA
PENTRU AUTOMATIZAT
SISTEM DE CONTROL
OBIECTE DISTRIBUITE

CERINȚE GENERALE

K.I. Didenko, Ph.D. tehnologie. științe; Yu.V. Rosen; KG. Karnaukh; M.D. Gafanovich, Ph.D. tehnologie. științe; K.M. Usenko; Zh.A. Guseva; L.S. Lanina; S.N. Kiiko

INTRODUS de Ministerul Instrumentației, Automatizării și Sistemelor de Control

Membru al Consiliului N.I. Gorelikov

APROBAT ȘI INTRAT ÎN VIGOARE prin Rezoluția Comitetului de Stat al URSS pentru Standarde din 30 martie 1984 Nr. 1145

STANDARDUL DE STAT AL UNIUNII URSS

până la 01/01/90

Nerespectarea standardului este pedepsită de lege

Acest standard se aplică interfeței care reglementează regulile generale de organizare a interacțiunii subsistemelor locale ca parte a sistemelor de control automate pentru obiecte distribuite care utilizează o structură de comunicație de bază (denumită în continuare interfață).

În ceea ce privește implementarea fizică, standardul se aplică interfețelor agregatelor care utilizează semnale electrice pentru a transmite mesaje.

1. SCOPUL ŞI DOMENUL DE APLICARE

1.1. Interfața este concepută pentru a organiza comunicarea și schimbul de informații între subsistemele locale ca parte a sistemelor de control automatizate pentru procese tehnologice, mașini și echipamente din diverse industrii și zone non-industriale.

interfață cu personalul operațional și tehnologic;

interfață cu complexele calculatoare de control de nivel superior în sisteme ierarhice.

2. CARACTERISTICI PRINCIPALE

2.1. Interfața implementează o metodă sincronă biți-serial de transmitere a semnalelor de date digitale pe un canal trunk cu două fire.

2.2. Atenuarea totală a semnalului între ieșirea emițătorului și intrarea stației de recepție nu trebuie să fie mai mare de 24 dB, în timp ce atenuarea introdusă de linia de comunicație (canal principal și robinete) nu trebuie să fie mai mare de 18 dB, contribuit. de fiecare dispozitiv de comunicare cu linia - nu mai mult de 0, 1 dB.

Notă. La utilizarea cablului de tip RK-75-4-12, lungimea maximă a liniei de comunicație (inclusiv lungimea ramurilor) este de 3 km.

(Ediție nouă, Amendamentul nr. 1).

2.5. Pentru a reprezenta semnalele, trebuie utilizată modulația în două faze cu codare de diferență de fază.

2.6. Pentru protecția prin cod a mesajelor transmise, trebuie utilizat un cod ciclic cu un polinom generator X 16 + X 12 + X 5 + 1.

2.7. Pentru a elimina erorile aleatoare, trebuie să fie posibilă retransmiterea mesajelor între aceleași subsisteme locale.

2.8. Transmiterea mesajelor între subsisteme locale trebuie efectuată folosind un set limitat de octeți de funcție, a căror secvență este stabilită de formatul mesajului. Interfața stabilește două tipuri de formate de mesaje (Figura 1).

Formatul 1 are o lungime fixă ​​și este destinat numai transmiterii mesajelor de interfață.

Formatul 2 include o parte de informații cu lungime variabilă destinată transmiterii de date.

Formatul 2, în funcție de viteza de transmisie (gamă de viteză mică sau de mare viteză), ar trebui să arate ca 2.1 sau, respectiv, 2.2.

Tipuri de formate de mesaje

Formatul 1

2.9. Formatele de mesaje includ următorii octeți de funcție:

sincronizarea CH;

adresa subsistemului AB local numit;

codul funcției efectuate CF;

adresa proprie a subsistemului local al AS;

numărul de octeți de date din partea de informații a DS, DS1 sau DS2;

octeți de informații DN1 - DNp;

octeții codului de control KB1 și KB2.

2.8, 2.9.

2.9.1. Octetul de sincronizare CH servește pentru a indica începutul și sfârșitul unui mesaj. Octetului de sincronizare i se atribuie codul?111111?.

2.9.2. Octetul de adresă a subsistemului AB identifică subsistemul local către care este direcționat mesajul.

2.9.3. Octetul executat al funcției CF determină operația care este efectuată într-un ciclu de comunicație dat. Scopul biților din interiorul octetului CF este prezentat în Fig. 2.

Structura de octeți KF

2.9.4. Codurile CF și operațiunile corespunzătoare efectuate sunt indicate în tabel.

Desemnarea octetului	Codul funcției								Operația de efectuat
									Multicast (adresare generală)
									Scrie citeste
									Interogarea centralizată a controlorilor
									Transferul controlului canalului principal
									Reveniți controlul canalului trunchiului. Mesajul cu adresa generală nu a fost acceptat
									Reveniți controlul canalului trunchiului. Mesaj cu adresa generală acceptat
									Sondajul descentralizat al controlorilor. Nicio cerere de confiscare a canalului. Mesajul cu adresa generală nu a fost acceptat
									Solicitare de confiscare a canalului principal. Mesajul cu adresa generală nu a fost acceptat
									Solicitare de confiscare a canalului principal. Mesaj cu adresa generală acceptat
									Trecând un jeton
									Confirmare mesaj
									Confirmarea emiterii mesajului
									Confirmarea primirii și emiterea ulterioară a unui mesaj. Răspunsuri la un sondaj centralizat
									Nicio cerere de confiscare a canalului. Mesajul cu adresa generală nu a fost acceptat
									Nicio cerere de confiscare a canalului. Mesaj cu adresa generală acceptat
									Solicitare de confiscare a unui canal. Mesajul cu adresa generală nu a fost acceptat
									Solicitare de confiscare a unui canal. Mesaj cu adresa generală acceptat

Bitul zero determină tipul de mesaj (provocare-răspuns) transmis prin canalul trunk.

Bit 1 ia o singură valoare când subsistemul este ocupat (de exemplu, formând un buffer de date).

Bit 2 ia o singură valoare dacă în acest ciclu este transmis un mesaj de format 2.

Bit 3 ia valoarea unu într-un mesaj retrimis către același subsistem local dacă este detectată o eroare sau nu există niciun răspuns.

(Ediție schimbată, amendamentul nr. 1).

2.9.5. Adresa proprie a subsistemului local care generează mesajul AC este emisă pentru a informa subsistemul apelat despre adresa de răspuns și a verifica corectitudinea alegerii acestuia.

2.9.6. Octetul DS determină lungimea părții de informații în format 2.1, în timp ce valoarea codului binar al octetului DS determină numărul de octeți DN. Excepție este codul ?????????, ceea ce înseamnă că se transmit 256 de octeți de informații.

Octeții DS1, DS2 determină lungimea părții de informații în format 2.2.

(Ediție schimbată, amendamentul nr. 1).

2.9.7. Octeții de date DN reprezintă partea informațională a unui mesaj în format 2. Codificarea datelor trebuie stabilită prin documente de reglementare pentru subsistemele locale asociate.

2.9.8. Octeții de control KB1, KB2 formează partea de control și sunt utilizați pentru a determina fiabilitatea mesajelor transmise.

3. STRUCTURA INTERFEȚEI

3.1. Interfața oferă capacitatea de a construi sisteme distribuite cu o structură de comunicare în coloana vertebrală (Fig. 3).

Structura de conectare a subsistemelor locale

LC1 - LCn- subsisteme locale; MK- canalul principal; PC- rezistenta potrivita

3.2. Toate subsistemele locale interfațate trebuie să fie conectate la canalul principal prin care se fac schimb de informații.

3.3. Pentru a interfața subsistemele locale cu canalul principal, acestea trebuie să includă controlere de comunicație. Controloarele de comunicație trebuie:

conversia informațiilor din formularul de prezentare acceptat în subsistemul local în forma necesară transmiterii pe canalul principal;

adăugarea și evidențierea semnelor de sincronizare;

recunoașterea și recepția mesajelor adresate acestui subsistem local;

generarea și compararea codurilor de control pentru a determina fiabilitatea mesajelor primite.

3.4. Schimbul de mesaje între subsistemele locale trebuie organizat sub formă de cicluri. Un ciclu este înțeles ca procedura de transmitere a unui mesaj de format 1 sau 2 către canalul principal.Mai multe cicluri interconectate formează procesul de transmisie.

3.5. Procesul de transmisie trebuie organizat după principiul asincron: subsistemul local trebuie să primească răspunsuri la apelurile trimise către canalul principal (cu excepția operațiunilor de grup).

4. FUNCȚIILE INTERFEȚEI

4.1. Interfața stabilește următoarele tipuri de funcții, care diferă în niveluri de control, care ocupă subsisteme locale în procesul de mesagerie:

recepție pasivă;

recepție și răspuns;

managementul descentralizat al canalului principal;

cerere de confiscare a canalului principal;

controlul centralizat al canalului principal.

(Ediție schimbată, amendamentul nr. 1).

4.2. Compoziția funcțiilor de interfață implementate de subsistemul local este determinată de compoziția problemei rezolvate de acest subsistem și de caracteristicile sale funcționale.

4.3. Tipul de subsistem local este determinat de funcția de cel mai înalt nivel dintre cele furnizate. Subsistemul local este considerat activ în raport cu funcția pe care o îndeplinește în ciclul curent.

4.4. În conformitate cu compoziția funcțiilor de interfață implementate, se disting următoarele tipuri de subsisteme locale:

subsistem controlat pasiv;

subsistem controlat;

subsistem de control;

subsistem de control proactiv;

subsistem conducător.

4.4.1. Subsistemul controlat pasiv realizează doar identificarea și recepția mesajelor adresate acestuia.

4.4.2. Subsistemul controlat primește mesaje adresate acestuia și generează un mesaj de răspuns în conformitate cu codul funcției primit.

4.4.3. Subsistemul de control trebuie să aibă capacitatea de a:

accepta controlul schimbului pe canalul principal în modurile centralizate și descentralizate;

generarea și transmiterea mesajelor pe canalul principal;

primirea și analizarea mesajelor de răspuns;

returnarea sau transferul de control al canalului trunchi după încheierea procesului de transfer.

(Ediție schimbată, amendamentul nr. 1).

4.4.4. Subsistemul de control proactiv, pe lângă funcția conform clauzei 4.4.3, trebuie să aibă capacitatea de a genera un semnal de solicitare pentru a capta canalul principal, a primi și a trimite mesaje corespunzătoare atunci când se efectuează procedura de căutare pentru subsistemul solicitant.

4.4.5. Subsistemul conducător coordonează activitatea tuturor subsistemelor locale în modul de control centralizat al canalului principal. Ea efectuează:

arbitraj și transfer de control al canalului principal către unul dintre subsistemele locale de control;

controlul central al tuturor subsistemelor locale;

monitorizarea funcționării subsistemului local de control activ;

transmiterea de mesaje cu o adresă comună pentru toate (sau mai multe) subsisteme locale.

Doar un subsistem cu o funcție master activă poate fi conectat la canalul principal.

(Ediție schimbată, amendamentul nr. 1).

5. PROCEDURA DE SCHIMB DE MESAJE

5.1. Fiecare ciclu de transmitere a mesajelor pe canalul principal trebuie să înceapă cu sincronizarea tuturor subsistemelor conectate prin interfață.

5.1.1. Pentru a efectua sincronizarea, subsistemul de control principal sau activ trebuie să transmită octetul de sincronizare CH către canalul principal. Este posibilă transmiterea secvenţială a mai multor octeţi de sincronizare. Octeții suplimentari de sincronizare nu sunt incluși în formatul mesajului.

5.1.2. Odată ce toate subsistemele s-au sincronizat, subsistemul de control principal sau activ trimite un mesaj în format 1 sau 2 către legătura trunk, inclusiv propriii octeți CH.

5.1.3. Toți octeții, cu excepția controlului KB1 și KB2, sunt transmiși către canalul principal, începând de la bitul cel mai puțin semnificativ.

Octeții KB1, KB2 sunt transmiși din bitul cel mai semnificativ.

5.1.4. Pentru a exclude din mesajul transmis către canalul principal o secvență de biți care coincid cu codul octetului CH, fiecare mesaj trebuie convertit în așa fel încât după 5 caractere „1” consecutive să fie inclus un caracter „0” suplimentar. . În consecință, subsistemul receptor trebuie să excludă acest caracter din mesaj.

5.1.5. După transmiterea mesajului, inclusiv octetul de sfârșit CH, subsistemul expeditor trebuie să transmită cel puțin încă 2 octeți CH pentru a finaliza operațiunile de recepție, după care ciclul de transmisie se încheie.

5.2. Procedura de control al canalului trunchi determină succesiunea operațiunilor pentru activarea unuia dintre subsistemele de control pentru a efectua procesul de transmitere a mesajelor. Subsistemele conectate printr-o interfață pot funcționa în modul de control centralizat al canalului principal.

5.2.1. Procedura de control centralizat al canalului principal prevede prezența unui subsistem conducător, care coordonează interacțiunea subsistemelor prin gestionarea transferului de control al canalului principal.

5.2, 5.2.1. (Ediție nouă, Amendamentul nr. 1).

5.2.2. La transferul de control al legăturii trunchiului, subsistemul principal desemnează subsistemul de control activ pentru a efectua procesul de transfer al mesajelor. Pentru a face acest lucru, subsistemul principal trebuie să trimită un mesaj în format 1 cu codul de funcție KF6 către subsistemul de control selectat.

5.2.3. După primirea unui mesaj cu codul de funcție KF6, subsistemul de control trebuie să devină activ și poate efectua mai multe cicluri de schimb de mesaje într-un proces de transmisie. Numărul de cicluri de schimb trebuie controlat și limitat de subsistemul principal.

5.2.4. După transferul controlului canalului principal, subsistemul principal trebuie să activeze funcția de recepție pasivă și să pornească sincronizarea de control. Dacă în timpul stabilit (timpul de așteptare a răspunsului nu trebuie să fie mai mare de 1 ms) subsistemul activ desemnat nu începe să transmită mesaje prin canalul trunk, subsistemul principal retrimite un mesaj de format 1 cu codul de funcție KF6 și semn de retransmisie către subsistemul de control.

5.2.5. Dacă, la accesul repetat, subsistemul de control nu începe să transmită mesaje (nu devine activ), subsistemul conducător îl determină ca fiind defect și implementează procedurile prevăzute pentru o astfel de situație.

5.2.6. La sfârșitul procesului de transfer, subsistemul de control activ trebuie să îndeplinească funcția de revenire a controlului canalului trunchi. Pentru a face acest lucru, trebuie să trimită un mesaj subsistemului principal cu codul de funcție KF7 sau KF8.

5.2.7. Procedura de control descentralizat al canalului principal prevede transferul secvenţial al funcţiei active către alte subsisteme de control prin transmiterea unui simbol. Subsistemul care a acceptat jetonul este activ.

5.2.8. Pentru capturarea inițială a simbolurilor, toate subsistemele conectate prin canalul trunchi trebuie să includă temporizatoare de interval, iar valorile intervalelor de timp trebuie să fie diferite pentru toate subsistemele. Subsistemului cu o prioritate mai mare ar trebui să i se aloce un interval de timp mai mic.

5.2.9. Dacă, după ce intervalul de timp propriu al subsistemului a expirat, canalul trunk este liber, acest subsistem trebuie să se considere proprietarul jetonului și să înceapă procesul de transmisie ca subsistem de control activ.

5.2.10. După finalizarea procesului de transfer, subsistemul de control activ trebuie să transfere controlul canalului principal către următorul subsistem de control cu ​​adresa AB = AC + 1, pentru care trebuie să emită un marker, să activeze funcția de recepție pasivă în sine și să pornească controla sincronizarea.

Un mesaj de format 1 (Fig. 1) cu codul de funcție KF13 și adresa AB este utilizat ca marcator.

Dacă în timpul specificat subsistemul care a primit jetonul nu începe procesul de transmitere, subsistemul care l-a trimis trebuie să încerce să transmită jetonul către subsisteme cu următoarele adrese AB = AC + 2, AB = AC + 3 etc. până când jetonul este acceptat. Adresa subsistemului care a primit jetonul trebuie reținută de acest subsistem ca una ulterioară până când achiziția inițială este repetată.

5.2.11. Orice subsistem activ care detectează o ieșire neautorizată pe canalul de comunicație trebuie să efectueze acțiunile din clauza 5.2.8.

5.2.12. În modul de control descentralizat al canalului principal, toate subsistemele trebuie să aibă o funcție activă de recepție pasivă. În cazul unei pierderi de simbol (de exemplu, dacă subsistemul de control activ eșuează), mecanismul inițial de captare a simbolului trebuie declanșat (clauzele 5.2.8, 5.2.9) și funcționarea trebuie restabilită.

5.2.13. Orice subsistem care deține un token și a primit o funcție principală activă poate prelua controlul centralizat al canalului trunchi și îl poate menține până când funcția master activă care îi este alocată este anulată.

5.2.7 - 5.2.13. (Introdus suplimentar, amendamentul nr. 1).

5.3. În modul de control centralizat, transferul de control al canalului principal poate fi organizat pe baza solicitărilor din partea subsistemelor de control proactiv.

5.3.1. Subsistemele trebuie să aibă o funcție activă de solicitare de captare a canalului trunchi pentru a organiza transferul de control la solicitări.

5.3.2. Există două modalități posibile de organizare a căutării unui subsistem care solicită acces la canalul principal - centralizat și descentralizat.

5.3, 5.3.1, 5.3.2. (Ediție nouă, Amendamentul nr. 1).

5.3.3. Cu interogare centralizată, subsistemul principal trebuie să interogheze secvenţial toate subsistemele de control proactiv conectate la canalul principal. Subsistemul principal trebuie să trimită un mesaj în format 1 cu codul de funcție KF5 fiecărui subsistem de control proactiv.

Subsistemul de control inițial trebuie să trimită un mesaj de răspuns către subsistemul conducător cu unul dintre codurile de funcție KF21 - KF24, în funcție de starea sa internă. Secvența operațiunilor în procedura de cercetare centralizată este prezentată în Fig. 4.

5.3.4. Sondajul descentralizat oferă un proces rapid pentru identificarea subsistemelor de control proactiv care au stabilit o solicitare de acces la canalul principal. Subsistemul principal trebuie să contacteze doar primul subsistem de control proactiv, la rândul său, cu un mesaj de format 1 și codul funcției KF9.

Fiecare subsistem de control proactiv trebuie să primească un mesaj adresat acestuia și să trimită propriul mesaj adresat următorului subsistem, la rândul său, către canalul principal. Mesajul generat trebuie să conțină unul dintre codurile de funcție KF9 - KF12, care caracterizează starea acestui subsistem. Procedura de sondaj descentralizat este ilustrată în Fig. 5.

5.3.5. Subsistemul conducător, după începerea sondajului descentralizat, activează funcția de recepție pasivă și primește toate mesajele transmise de subsistemele de control proactiv. Acest lucru permite subsistemului lider, după încheierea sondajului descentralizat, să aibă informații despre cererile de acces la canalul principal din toate subsistemele de control proactiv.

Procesul de interogare centralizată a subsistemului

Proces descentralizat de sondare a subsistemului

Ultimul subsistem de control al inițiativei din lanțul sondajului descentralizat trebuie să-și adreseze mesajul subsistemului conducător, ceea ce înseamnă sfârșitul procedurii de votare descentralizată.

5.3.6. Dacă vreun subsistem nu trimite mesaje către canalul principal după ce l-a accesat, subsistemul principal trebuie să se trezească și să-i trimită un mesaj repetat identic cu cel anterior. Dacă nu există niciun răspuns (sau erori) la un apel repetat, subsistemul conducător lansează pe rând un sondaj descentralizat de la următorul subsistem, iar acest subsistem este exclus din sondaj.

5.4. Procedura de transfer de date poate fi efectuată sub forma unuia dintre următoarele procese:

înregistrare de grup;

scrie citeste.

5.4.1. Înregistrarea grupului trebuie efectuată de subsistemul principal. La efectuarea unei înregistrări de grup, subsistemul principal emite un mesaj de format 2 către canalul principal, în care sunt scrise codul 11111111 (255) și codul de funcție KF1 ca adresă AB.

5.4.2. Toate subsistemele care răspund la adresa multicast trebuie să accepte mesajul de la legătura trunk și să înregistreze o stare care indică faptul că mesajul de adresă publică a fost acceptat. Mesajele de răspuns în timpul înregistrării grupului nu sunt emise de subsistemele receptoare.

5.4.3. Confirmarea primirii unui mesaj de grup se realizează în procesul de interogare centralizată sau descentralizată, precum și la returnarea controlului canalului principal, pentru care bitul de stare corespunzător este inclus în codurile de funcție KF7, KF8, KF9 - KF12 și KF21 - KF24.

5.4.4. În timpul procesului de înregistrare, subsistemul principal sau subsistemul de control activ trimite un mesaj în format 2 cu codul de funcție KF2 către canalul principal, destinat recepției de către un subsistem controlat specific, a cărui adresă este indicată în octetul AB. După emiterea unui mesaj, subsistemul de control activ pornește numărătoarea inversă de control și așteaptă un mesaj de răspuns.

5.4.5. Subsistemul adresat își recunoaște adresa și primește mesajul trimis acestuia. Dacă mesajul este primit fără eroare, subsistemul receptor trebuie să emită un răspuns către canalul principal sub forma unui mesaj de format 1 cu codul de funcție KF18.

5.4.6. Dacă este detectată o eroare într-un mesaj primit, subsistemul de primire nu ar trebui să emită un răspuns.

5.4.7. Subsistemul de control activ, dacă nu există niciun răspuns în intervalul de timp de control, trebuie să retransmite același mesaj.

5.4.8. Dacă nu există niciun răspuns la un mesaj repetat, acest subsistem este considerat defect și subsistemul de control activ trebuie să efectueze procedura prescrisă pentru o astfel de situație (pornirea alarmei, scoaterea subsistemului din utilizare, pornirea rezervei etc.).

5.4.9. În modul de control centralizat al canalului principal, dialogul dintre subsistemele de control și controlat trebuie monitorizat în mod constant de către subsistemul conducător, care în acest moment îndeplinește funcția de recepție pasivă a mesajelor.

(Ediție nouă, Amendamentul nr. 1).

5.4.10. Procesul de citire trebuie să înceapă prin trimiterea unui mesaj de format 1 cu codul de funcție KF3 de către subsistemul de control activ.

5.4.11. Subsistemul căruia îi este adresat acest mesaj, dacă este primit corect, trebuie să emită un mesaj de răspuns de format 2 cu codul de funcție KF19.

5.4.12. Dacă subsistemul apelat nu poate emite date în timpul de așteptare specificat, atunci după primirea mesajului cu funcția de citire, trebuie să înregistreze semnul că subsistemul este ocupat și să înceapă să formeze o serie de date pentru emitere.

5.4.13. Acest subsistem gestionat trebuie să-și amintească adresa subsistemului de control activ care i-a adresat (pentru care se pregătesc date) și să seteze semnul de ocupat în mesajele de răspuns către alte subsisteme de control.

5.4.14. Pentru a citi datele pregătite, subsistemul de control activ trebuie să contacteze din nou subsistemul controlat cu un mesaj în formatul 1 cu codul de funcție KF3. Dacă datele sunt pregătite până la acest moment, atunci subsistemul controlat trebuie să emită un mesaj de răspuns de format 2 cu codul de funcție KF19.

Semnul de ocupat al subsistemului trebuie șters numai după transmiterea unui mesaj de răspuns de format 2.

5.4.15. Dacă mesajul de răspuns este primit de subsistemul de control activ fără eroare, atunci procesul de citire se încheie.

5.4.16. Dacă este detectată o eroare sau nu există niciun răspuns, subsistemul de control activ repetă apelul și apoi ia măsuri similare cu cele prezentate în paragrafe. 5.4.7, 5.4.8.

5.4.17. Scrierea-citirea este o combinație de procese conform paragrafelor. 5.4.4 - 5.4.15.

5.4.18. Subsistemul de control activ trimite un mesaj format 2 cu codul de funcție KF4 către canalul principal.

5.4.19. Subsistemul adresat trebuie să accepte mesajul trimis acestuia și să genereze un răspuns.

5.4.20. Mesajul de răspuns în acest proces trebuie să fie în formatul 2 (să conțină date citite) și să aibă codul funcției KF20.

5.4.21. Monitorizarea fiabilității mesajelor transmise și a acțiunilor întreprinse de subsistemul de control activ ar trebui să fie similare cu cele date pentru procesele de scriere și citire.

6. IMPLEMENTARE FIZICĂ

6.1. Din punct de vedere fizic, interfața este implementată sub formă de linii de comunicație care formează un canal principal și controlere de comunicație care asigură conexiune directă la liniile de comunicație.

6.2. Controlerele de comunicație trebuie implementate sub formă de unități funcționale care fac parte din subsistem sau sub formă de dispozitive separate structural.

6.3. Regulile pentru împerecherea și interacțiunea controlerelor de comunicație cu partea funcțională a subsistemului nu sunt reglementate de acest standard.

6.4. Pentru liniile de comunicație trunchi, trebuie utilizat un cablu coaxial cu o impedanță caracteristică de 75 ohmi.

6.5. Cablul coaxial trebuie să fie încărcat la ambele capete cu rezistențe potrivite cu o rezistență de (75 ± 3,75) ohmi. Puterea rezistențelor de potrivire trebuie să fie de cel puțin 0,25 W.

Rezistoarele de terminare trebuie conectate la capetele liniilor de comunicație folosind conectori RF.

Împământarea sau conectarea liniilor de comunicație la carcasele dispozitivelor din subsistemele de împerechere nu este permisă.

6.6. Atenuarea de-a lungul liniei de comunicație a canalului principal nu trebuie să fie mai mare de 18 dB pentru o viteză de 500 kbit/s.

6.7. Atenuarea totală introdusă de fiecare ramură din linia de comunicație a canalului principal nu trebuie să depășească 0,1 dB, inclusiv atenuarea determinată de calitatea punctului de joncțiune, atenuarea pe ramură și atenuarea în funcție de parametrii de intrare-ieșire ai circuitelor de potrivire.

6.8. Ramurile de la linia de comunicație a canalului principal trebuie realizate cu un cablu coaxial cu o impedanță caracteristică de 75 Ohmi. Lungimea fiecărei ramuri nu este mai mare de 3 m. Lungimea totală a tuturor ramurilor este inclusă în lungimea totală a canalului principal. Conexiunea la linia de comunicație trebuie efectuată folosind conectori RF. Dezactivarea oricăruia dintre subsisteme nu ar trebui să ducă la o întrerupere a liniei de comunicație.

6.9. Controlerele de comunicație trebuie să conțină amplificatoare transceiver care oferă:

sensibilitate la recepție, nu mai rău................................................ ...... ............. 240 mV

nivelul semnalului de ieșire .................................................. ..... ................................ 4 până la 5 V

impedanța de ieșire.............................................................. ........ ........................... (37,50 ± 1,88) Ohm

6.10. Formarea semnalelor electrice pentru transmiterea către canalul principal se realizează prin modularea frecvenței de ceas cu semnalele mesajului transmis. Fiecare bit al mesajului transmis corespunde unei perioade întregi a frecvenței de ceas, iar muchiile de început și de descreștere ale semnalului transmis trebuie să coincidă cu trecerea prin zero a frecvenței de ceas (Fig. 6). Corespondența simbolurilor primite de la canalul principal cu stările semnificative este stabilită după cum urmează:

simbolul „0” corespunde fazei opuse față de simbolul anterior,