Одной из ведущих технологий в области организации промышленной связи на уровне датчиков по праву считается Interbus-технология. Все данные, передаваемые в этой системе, делятся на два основных типа: данные о процессе и параметрические данные. Interbus использует процедуру доступа к шине по схеме "ведущий/ведомый" (Master/Slave). При этом шинный Мастер обеспечивает одновременный интерфейс к высокоуровневой управляющей системе и выполняет функции управления шиной. Топология Interbus - это физическое и логическое кольцо, для реализации которого используются две витые пары (для режима дуплекс) плюс дополнительный провод для передачи сигнала "логическая земля". Такая физическая организация позволяет организовать сеть, работающую на скорости 500 Кбит/с на расстоянии 400м между двумя соседними узлами сети. Включенная в каждое сетевое устройство функция повторителя сигнала позволяет расширить систему до 13 км. Поддержка Interbus-технологии ведется со стороны ассоциации "INTERBUS Club".
Спецификация разработана и поддерживается Phoenix Contact. В основе топологии Interbus лежит кольцевая система, то есть все устройства активно интегрированы в замкнутый передаточный контур. Каждый узел усиливает принимаемый сигнал и передает дальше, что позволяет использовать высокие скорости передачи данных на большие расстояния. Система master/slave Interbus позволяет объединять до 512 устройств в 16 подсетях. · Топология: активное кольцо · Master/slave, пакеты фиксированной длины, предопределенная · Все узлы на кольце являются повторителями · Скорость передачи: 500 kbps · Максимум 4096 точек ввода вывода · Длина сети - 400м · Общая длина между двумя удаленными узлами до 13 км
Физическое кольцо и характериситки производительности INTERBUS.
Передача аналогового и цифрового сигнала по одному каналу связи в HART.
HART
Основное назначение HART организация цифрового обмена с приборами подключенными с помощью аналоговых (4-20мА) линий. Принцип функционирования показан на рисунке. Возможно как одноточечное подключение master-slave, так и многоточечное. Скорость - 2-3 обмена данными в секунду. Кабель: Требования в общем как к линиям 4-20мА. Отдельно экранированная витая пара является наиболее предпочтительным вариантом.
ASI
AS-интерфейс (Actuator/Sensor Interface) был представлен в виде концепции в 1993 году. Поддерживается консорциумом ведущих производителей средств АСУ ТП, в числе которых фирмы Siemens, Pepperl+Fuchs и другие. Относится к классу ПС оконечных устройств, осуществляя непосредственную интеграwию датчиков и исполнительных механизмов в систему автоматизации. Позволяет полностью исключить из АСУ ТП аналоговые линии связи, кроссировочные шкафы и другое вспомога тельное оборудование. Максимальное время цикла опроса составляет 5-10 мс, то есть сравнимо с циклом отработки программы в контроллере. Благодаря этому сети на базе AS_интерфейса активно применяются в распределенных АСУ ТП реального времени, например в системах управления конвейерными производствами. Первоначально AS_интерфейс был ориентирован на работу исключительно с бинарными данными, поэтому длина информационной посылки рекордно малая — всего 4 бита! Тем не менее новая редакция спецификации AS_интерфейса позволяет подключать к сети аналоговые датчики и поворотные шифраторы. Максимальное количество узлов равно 62, максимальная длина с использованием повторителей — 300 м. Данные и питающее напряжение передаются по одной паре проводов. Сети на базе AS_интерфейса отличаются экономичностью и очень большим выбором средств комплексирования с другими ПС.
Поперечный разрез AS-кабеля.
Схема подключения устройств по ASI.
Сравнительные характеристики промышленных сетей.
Протокол
Страна
Среда передачи
Число узлов
Скорость передачи данных, кбод
Длина линий
Топология сети
Принцип доступа к сети
Год рождения
Примечания
MODBUS
США
не специф.
1 master, до 247 slaves
0,6-19,2
15 м — RS232C ; 1200 м — RS422; 1000 м — т. петля
звезда; шина
MASTER/ SLAVE/ TOKEN
был разработан для сбора данных контроллерами Modicon.
Физический уровень - RS-232C
BITBUS
США
витая пара, радиоканал, оптопара
28 синхр.; 250 самост.
500-1400 (синхр.), 64-375 (самосинхр.)
30м (синхр.); до 1200 м (самосинхр.)
шина
MASTER/ SLAVE
INTEL, 1983 u
Не зависит от типа интерфейса
CANBUS
Германия
витая пара
до 30
50-1000
до 1 км — 20 кбод; до 40 м — 1 Мбод
шина
произвольн. доступ по приорит. (CSMA/ CM)
CAN (Controller Area Network) Bosch, начало 90-х
LonWorks
США
витая пара, коаксиал, оптокабель, радиоканал
до 127
4,88-1250
до 2 км
произвольн. топология
произвольн. доступ (CSMA/CD)
Используют интерфейсный Neuron-кристалл (2 вида)
PROFIBUS
Германия
витая пара, оптокабель
до 126
500-1500 (FMS); 1500-12000 (DP); 31 (РА)
1200 м; 4800 м с повт.; до 23 км оптокабель
звезда; шина
MASTER/ SLAVE/ TOKEN
Передача больших объемов информации (FMS)
Увелич. произв-ть для задач РВ, обмен данными с оконечными устройствами (DP)
Работа в опасных производствах (PA)
FOUNDATION FIELDBUS
240 на сегмент
65535 сегментов
31,25
2 км
шина
Client/Server
1995 год
INTERBUS-S
Германия
витая пара, коакс. кабель, оптокабель, телеф. канал
до 512
400 м между узлами
13 км
кольцо
Master/Slave
Phoenix Contact в 1984
ретрансляция сигнала в каждом узле
HART
США
витая пара, выделенный тел. канал
до 15
до 3 км
звезда
MASTER/ SLAVE
Возможна передача по одному каналу с аналоговым сигналом из-за примененного частотного метода кодирования.
ASI
США
витая пара ASI-кабель
до 32
до 167
до 1000 м
шина, звезда, дерево, кольцо
MASTER/ SLAVE
ASI (Actuator/Sensor Interface) привод/датчик, 1989-1993 г.
Данные и питающее напряжение подаются по одной паре проводов