6.4. Канальний рівень Саn.

Канальний рівень CAN складається з двох підрівнів: LLC і MAC (див. табл. 6.1). Нижче описані тільки головні ідеї, покладені в основу їх функціонування.

У CAN-мережі жоден з вузлів не має адреси. Замість цього повідомлення посилаються «всім», але містять ідентифікатор, який описує сенс посиланих даних. Відповідно до цього ідентифікатора будь-який вузол мережі може прийняти це повідомлення, якщо воно необхідне пристрою для функціонування. Повідомлення приймається вузлом, якщо його ідентифікатор проходить через фільтр повідомлень, наявний в кожному вузлі.

У CAN-мережі гарантується, що повідомлення буде прийнято будь-яким з вузлів в один і той же час або не буде прийнято жодним з них. Це досягається завдяки широкомовній передачі і використаним методом підтвердження прийому повідомлень.

Коли мережа вільна, будь-який вузол може почати передачу повідомлення. Але кожне повідомлення має свій пріоритет при отриманні доступу до шини. Тому передачу може здійснити тільки один пристрій — той, яке містить повідомлення з найвищим пріоритетом.

Боротьба за доступ до шини відбувається таким чином. Якщо два або більше пристрої виявили, що лінія вільна і почали передачу повідомлень одночасно, то конфлікт вирішується шляхом побітового порівняння ідентифікатора передаваного повідомлення із станом лінії. В процесі арбітражу (врегулювання конфлікту) кожен пристрій порівнює логічний рівень передаваного біта з логічним рівнем на шині. Якщо ці рівні однакові, пристрої продовжують передавати наступний біт ідентифікатора. Якщо приймач пристрою показує, що на шині домінантний рівень, а передавач в цей же час передає рецесивний рівень, то пристрій відразу припиняє передачу даного повідомлення. Такий механізм арбітражу гарантує, що ні інформація, ні час не будуть втрачені.

Повідомлення в CAN передаються за допомогою фреймів (блоків даних). Використовується два різних формати фреймів, які розрізняються довжиною поля ідентифікатора: стандартний фрейм з ідентифікатором завдовжки 11 біт і розширений фрейм з довжиною ідентифікатора 29 біт.

Існує чотири різні типи фреймів:

•DATA FRAME (фрейм даних) переносить дані від передавача до приймача;

•REMOTE FRAME (дистанційний фрейм, фрейм виклику) передається одним з пристроїв для того, щоб отримати від іншого пристрою дані у форматі DATE FRAME з тим же ідентифікатором, що і в REMOTE FRAME;

• ERROR FRAME (фрейм помилок) передається будь-яким пристроєм, що виявив помилку на шині;

• OVERLOAD FRAME (фрейм перевантаження) використовується для запиту додаткової затримки між попередніми і подальшими даними.

Фрейм даних складається з наступних полів (рис.6.3): початок фрейма, поле арбітражу, поле контролю, поле даних, поле контрольної суми CRC, поле повідомлення про прийом і поле кінця фрейма. Поле даних може мати нульову довжину.

Рис. 6.3. Структура фрейма даних

Простір між фреймами представлений рецесивним станом шини (яке відповідає високому рівню на рис. 6.3, оскільки CAN-передавачі інвертують логічні рівні). Тільки при рецесивному стані шини пристрій може почати передачу фрейма.

ЛЕКЦІЯ 7. Промислова мережа Profibus.

7.1. Загальні відомості про Profibus.

7.2. Фізичний рівень.

7.3. Канальний рівень Profibus DP.

7.4. Резервування.

7.5. Опис пристроїв

7.1. Загальні відомості про Profibus.

Слово PROFIBUS отримане з скорочень PROcess FIeld BUS, що приблизно переводиться як «промислова шина для технологічних процесів». Стандарт Profibus був спочатку прийнятий в Германії в 1987 р., в 1996 р. він став міжнародним (EN 50170 і EN 50254).

Мережа Profibus (як і інші описані тут промислові мережі, окрім Industrial Ethernet) використовує тільки перший і другий рівні моделі OSI. Один з варіантів мережі, Profibus FMS, використовує також рівень 7.

Profibus має три модифікації: Profibus DP, Profibus FMS і Profibus РА.

Profibus DP (Profibus for Decentralied — Profibus для децентралізованої периферії) використовує рівні 1 і 2 моделі OSI, а також призначений для користувача інтерфейс, який в модель OSI не входить. Безпосередній доступ з призначеного для користувача додатку до канального рівня здійснюється за допомогою DDLM (Direct Data Link Mapper — прямий перетворювач для канального рівня). Призначений для користувача інтерфейс забезпечує функції, необхідні для зв'язку з пристроями введення-виводу і контролерами. Profibus DP на відміну від FMS і PA побудований так, щоб забезпечити найбільш швидкий обмін даними з пристроями, підключеними до мережі.

Profibus FMS (Profibus з FMS-протоколом) використовує рівень 7 моделей OSI і застосовується для обміну даними з контролерами і комп'ютерами на регістровому рівні. Profibus FMS надає велику гнучкість при передачі великих об'ємів даних, але програє протоколу DP в популярності унаслідок своєї складності.

Profibus FMS і DP використовують один і той же фізичний рівень, заснований на інтерфейсі RS-485, і можуть працювати в загальній мережі.

Profibus РА (Profibus for Process Automation— для автоматизації технологічних процесів) використовує фізичний рівень на основі стандарту IЕС 1158-2, який забезпечує живлення мережевих пристроїв через шину і не сумісний з R8-485. Особливістю Profibus РА є можливість роботи у вибухонебезпечній зоні.

Останніми роками з'явився стандарт PROFInet, який заснований на Industrial Ethernet і технологіях СОМ, DCCOM. Він легко забезпечує зв'язок промислової мережі Profibus з офісною мережею Ethernet.

Profibus є багатомайстерною мережею (з декількома провідними пристроями). Як слейв-пристрої виступають зазвичай пристрої вводу-виводу, клапани, вимірювальні перетворювачі. Вони не можуть самостійно дістати доступ до шини і лише відповідають на запити головного пристрою.