ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.03.2024
Просмотров: 273
Скачиваний: 2
А в кач-ве передающий среды применяется экранированная витая пара. Profibus сущ-ет в трех основных модификациях: - Profibus-DP; - Profibus-FMS; - Profibus-PA.Cтандарт принят в 1996 г.Сеть Profibus- промышленная шина для технологических процессов использует только первый и второй уровни модели OSI. Profibus-PA – это модификация строится на базе стандарта IEC-61158-2,который позволяет запитовать полевые устр-ва непосредственно ч/з сеть и не совместим с интерфейсом RS 485.Скорость передачи 32, 25 кбит/с . Позволяет применение этой сети в взрыва- пожара опасных зонах. В Profibus-PA можно использовать и экранированную и не экранированную витую пару. Длина сегмента 1,9 км и можно подключить до 32 устройств.На концах сегментов установливаются терминаторы с сопротивлением 100 Ом и емкостью 1 мкФ.Для передачи данных ис-ся NRZ кодирование, а пакет имеет длину 11 бит.
Логические потоки данных сети Profibus-PA делятся на три основных цикла:
Цикл ввода/вывода управляемый контроллером ведомого узла. В этом цикле происходит автоматически опрос модулей ввода установленных в УСО и строится таблица последних значений готовых к передачи в сеть, одновременно с этим происходит передача выходным модулем УСО новых значений полученных из сети. Длительность зависит от кол-ва установленных модулей.
Цикл сетевого обмена. Реализуется по инициативе ведущего узла. В этом цикле ведущий формирует пакеты содержащие данные для модулей вывода каждого из контроллеров и принимает от них пакетыв кот-ых передается информация от входных модулей. Пакеты оптимизированы на столько что на передачу данных отводится ровно столько мест сколько эти данные занимают. Так например этот цикл обмена по сети кот-я обслуживает 5000 дискретных и 1000 аналоговых сигналов может составлять менее 2 мсек.
Цикл управления внутри рабочий станции. Эти действия возлагаются на центральный процессор кот-й работает так называемым образом процесса, при этом процессору требуется считать из памяти информацию о входных каналах и осущ-вив над ним необходимые преобразования выдать управляющие воздействие занеся в определенные ячейки памяти новые данные
В 1994 г. появилось возможность совместной разработки открытого промышленного стандарта организациями World Fip и ISP. Обе организации слились и стали наз-ся Foundation Fieldbus. Foundation Fieldbus ис-ет все достоинства, появляющихся интеллектуально полевых уст-в и современных коммуникационных технологий, что обеспечивает: -уменьшение кол-ва проводов, путем обеспечения многоточечных соединений; - гибкость в выборе поставщиков, обеспечиваемое взаимозаменяемость уст-в; -уменьшение кол-ва контрольного оборудования из-за распределения фун-ций контроля на уровне приборов; -улучшенная надежность и целостность данных, обусловленная использованием цифровых коммуникаций.
Foundation Fieldbus охватывает 1,2,7,8 уровни модели OSI.
Уровень Н1 (физический) является нижним уровнем. Одобрен и детерминирован в соответствии со стандартами IEC 61158-2, который позволяет использовать сеть FF на взрывоопасных производствах с возможностью запитки датчиков непосредственно от канала связи. Скорость передачи информации на уровне H1 составляет 31,5 Кбит/с. Используется манчестерское двухфазное L-кодирование с четырьмя кодирующими уравнениями. При скорости передачи 31,5 Кбит/с поддерживается 2-32 устройств, которые не питаются от шины, 2-20 устройств, питающихся от шины, 2-6 устройств, питающихся от шины с внутренней защитой. Используется 4 типа кабеля: ЭВП 22AWG 0,7мм – 1900м, ЭВП 18AWG 1,1мм – 1200м, НВП 26AWG 0,4мм – 400м, МВП 16AWG 1,4мм – 400м.Шины FFобязательно на концах имеют согласующийся нагрузку,которая состоит из резистора сопротивления R=100 Ом, мощность 0,25кВт, и с конденсатором , пропускающая частоту 31,25 кГц.Цикл вопроса составляет 32мкс-2,2мс. Допускаются отводы от линии связи, длина которых и количество зависит от типа подключенных устройств.
Н2 или канальный. На этом уровне контроль доступа к шине выполняется через активный планировщик связи LAS.LAS управляет доступом к шине путем выдачи разрешения каждому устройству в соответствии с расписанием.
Сущ-ет 2 типа расписаний: запланир(периодические). и незапланированное(случайные).
Запланированные исп-ся для инф-и, кот. требует регулярного обновления от устройств, подключенных к шине. Полевое устройство публикует свою инф-ю в сеть, а остальные устр-ва могут считывать эти данные или игнорировать.
Незапланированные исп-ся в спец. Случаях., они отправляются во временные промежутки между циклическими сообщениями.
Прикладной уровень. Он состоит из 2 подуровни:
-
Подуровень доступа кFF, наз-ся FAS.
-
Подуровень спецификации сообщений FF,наз-ся FMS.
FASработает совместно с LAS и необходим для настройки расписания, а так же корректной работы служебных программ м/у LAS и устр-ми шины. Примеры служ.программ:цикл опроса клиент-сервер.FMS содержит словарь объектов яв-ся БД, доступ к которой производится с помощью кодового имени или индексного указателя.
Пользовательский уровень вкл.3 задачи:1)упр-ие сетью - обеспечивает доступ к др.уровням,;2)упр-ие системой- отвечает за назначение адресов уст-в;3)работу служб блока, функ-ий описания уст-в- обеспечивает предварительно программир-мые блок
HART основан на технологии «токовая петля» и изначально был предназначен для передачи аналоговых сигналов в диапазоне от 4 до 20 мА. Однако переход на цифровые системы управления потребовал модификации этого стандарта и в начале 90-х годов этот стандарт был дополнен в соответствии с моделью взаимодействия открытых систем (OSI) и стал открытым коммуникационным стандартом. HART протокол реализует уровни 1, 2 и 7 OSI модели. На 1-ом уровне (физический уровень) HART-протокол опирается на стандарт Bell 202. Второй уровень (канальный) формирует кадр данных длиной не более 25 байт в состав которого входит контрольная сумма для повышения надежности передачи. Седьмой уровень (прикладной) использует команды которые подразделяются на 3 основных класса:
- Универсальные команды. Это команды используемые и поддерживаемые всеми HART-приборами.
- Стандарт. команды. Испол-ся в большинстве HART-приборов.
- Специфические команды. К ним относятся команды связанные с настройкой или работой спец. приборов.
В большинстве случаев применяется соединение "точка-точка", то есть непосредственное соединение прибора низовой автоматики (преобразователя информации, датчика, исполнительного устройства и т.п.) и не более чем двух ведущих устройств. В качестве первичного ведущего устройства, как правило, используется устройство связи с объектом (УСО) или программируемый логический контроллер (ПЛК), а в качестве вторичного портативный HART-терминал или отладочный ПК с соответствующим модемом. При этом аналоговый токовый сигнал передается от ведомого прибора к соответствующему ведущему устройству. Цифровые сигналы могут приниматься или передаваться как от ведущего, так и от ведомого устройства. Так как цифровой сигнал наложен на аналоговый, процесс передачи аналогового сигнала происходит без прерывания.
Устройства можно подключить через HART-модем или HART-мультиплексор.
шинная топология.
- Максимальное количество подключаемых устройств: одна ведомая и два ведущих- Максимальная протяженность линии связи: 3км;
- Тип линии: экранированная витая пара.
- Скорость передачи: 1,2 Кбит/сек.
- Максимальная длина пакета данных: до 25 байт.
HART основан на технологии «токовая петля» и изначально был предназначен для передачи аналоговых сигналов в диапазоне от 4 до 20 мА. Однако переход на цифровые системы управления потребовал модификации этого стандарта и в начале 90-х годов этот стандарт был дополнен в соответствии с моделью взаимодействия открытых систем (OSI) и стал открытым коммуникационным стандартом. HART протокол реализует уровни 1, 2 и 7 OSI модели. На 1-ом уровне (физический уровень) HART-протокол опирается на стандарт Bell 202. Второй уровень (канальный) формирует кадр данных длиной не более 25 байт в состав которого входит контрольная сумма для повышения надежности передачи. Седьмой уровень (прикладной) использует команды которые подразделяются на 3 основных класса:
- Универсальные команды. Это команды используемые и поддерживаемые всеми HART-приборами.
- Стандарт. команды. Испол-ся в большинстве HART-приборов.
- Специфические команды. К ним относятся команды связанные с настройкой или работой спец. приборов.
Многоточечные соединения – это соединение нескольких датчиков в одну линию связи. Связь между хост-компьютером и датчиками осуществляется цифровым образом, при этом аналоговый выход датчика фиксируется. В случае протокола связи HART, до 15 датчиков можно подключить к одной витой паре проводов или к выделенным телефонным линиям .Возможно подключение 2 ведущих и 15 видомых устр-в. Топология шина. Макс.длина 100 м.Возможна передача только цифровых данных.Для передачи цифровых данных HART стандарт ис-ет американский телекоммуникационный стандарт Bell 202, при котором за логическую единицу принимается частота сигнала 1200 Гц, а за ноль принимается частота 2200 Гц. Для предотвращения недопустимого уровня искажения HART-сигнала максимальное ослабление HART-прибором не должно быть меньше 3 дБ, а нагрузка в общей цепи должна быть в пределах 230-1100 Ом.
Маршрутизатор необходим для выхода в интернет. ASN – шлюз.
WiMax ( Worldwide Interoperability for Microwave Access) — телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Основана на стандарте IEEE 802.16. Максимальная скорость — до 1 Гбит/сек на ячейку.
Общие принципы работы. Система WiMAX состоит из двух частей:
1)Базовая станция WiMAX, по принципу действия похожая на базовую станцию сотовой связи. Одна базовая станция может обеспечить зону обслуживания площади в 8 000 км2.
2)Приемник WiMAX. Приемник и антенна могут размещаться в небольшой коробочке, на карточке интерфейса PCMCIA, либо их можно встроить в ноутбук аналогично тому, как это делают в настоящее время с устройствами стандарта WiFi.
Базовая станция WiMAX может подключаться напрямую к Интернету с помощью широкополосного проводного соединения (например, с помощью линии T3). Она может также обмениваться информацией с другой станцией с помощью радиорелейной линии связи прямой видимости. Благодаря возможности связи с соседней станцией (обмен информацией внутри сети) и способности создавать зону обслуживания площадью в 8 000 км2, система WiMAX может обеспечить интернет-соединением сельские территории.
Следует отметить, что технология WiMAX может обеспечить два вида беспроводного доступа:
1) Связь за пределами прямой видимости, аналогично технологии WiFi, при которой связь с антенной на мачте поддерживает небольшая антенна, присоединенная к компьютеру. используется нижний диапазон частот – от 2 до 11 ГГц. Сигналы нижнего диапазона в меньшей степени ослабляются и экранируются физическими преградами, у них лучше выражены свойства дифракции, то есть способность огибать препятствия.
2) Связь в пределах прямой видимости, которая предусматривает установку параболической антенны, закрепленной на крыше или столбе и направленной непосредственно в сторону антенны WiMAX на мачте. Соединение в пределах прямой видимости обеспечивает большую мощность принимаемого сигнала и более стабильно, поэтому позволяет передавать больше данных с меньшим количеством ошибок. Используются более высокие частоты, до 66 ГГц. На высоких частотах меньше проявляется влияние помех и больше пропускная способность.