Készítette: Dr. Füvesi Viktor

Átírás

1 Készítette: Dr. Füvesi Viktor

2 o ZH eredmények o Buszrendszerek o ISO-OSI hétrétegű modell o Számítógép hálózatok o Soros kommunikáció o Párhuzamos kommunikáció o HART o Terepi buszok o Szenzor buszok

3 Neptun kód Érdemjegy N5D3X1 1 VSDZWK 4 ASFB3Y 2 IIE2XY 2 PRG58R - A3FN9Z 4 YJ4UCO 1 JRM2G4 2 CA599X 1 FYRTND 1

4 Integrált nyitott rendszer felépítése (IOS) Szimuláció Folyamat tervezés CAD/CAM Dokumentáció Üzleti tervezés Pénzügyi terv Emberi erőforrás Eladás tervezés Mérnöki irányítás Információs sztráda Termék menedzselés DCS PLC PC Hajtások Folyamatirányítás Termék terítés Minőség ellenőrzés Folyamat optimálás Felügyelet

5 Hierarchikus buszrendszer Busz: Az a jelátviteli rendszer, amelyik szabványos mechanikai és elektromos jellemzőkkel (vezetéktípusa, csatlakozók, stb.) és vezérelt adatátvitellel (protokoll) rendelkezik. Mit szállítanak a buszok: adatokat, vezérlési információkat, programokat Vállalati információs rendszer Felügyeleti rendszer Vállalatirányítási rendszer buszok SCADA, DCS buszok Átfedések Közvetlen digitális vezérlő rendszer PLC buszok Technológiai kapcsolat: távadók, beavatkozók, kétállapotú elemek Terepi buszok

6 A kommunikáció jellemzése Csatlakozó elemek Távolság Átvitel Átviteli mód Számítógép-számítógép Számítógép és intelligens eszköz Eszközök eszközökkel Helyi Távoli Párhuzamos Soros Aszinkron Szinkron Átvitt mennyiség Karakterenként Tömegben

7 Definíciók Adatátviteli sebesség Átviteli mód bps, Kbps, Mbps, Gbps 75; 110; 150; 300; 600; 1200; 2400; 4800; 9600; bps; kbps; 1Mbps; 10 Mbps; 100 Mbps; 1 Gbps Szimplex SX Full duplex FDX Half duplex HDX Vezérelt adatátvitel Protokoll Nem válaszjeles Válaszjeles Determinisztikus Nem determinisztikus

8 A kezdet HDLC - High-level Data Link Control protocol Address Control Data CRC Bitek és keretformátum Start: Cím: 7Eh 8 bit Vezérlés: 8 bit: sorszám, nyugtázás Adat: CRC: Stop: n bit CRC CCITT generál polinom használatával 7Eh

9 MODBUS MODICON cég vezette be 1979-ben, mint ipari hálózati protokollt. Master Slave Protokoll Üzenetváltás host gép, PLC, DCS, egyéb több PLC, számítógép, távadó, szelepvezérlő, stb. (max. 247) kérés válasz jellegű elem címe elem címe Master egység funkció kód n x adatbájt funkció kód n x adatbájt Slave egység hiba ellenőrzés hiba ellenőrzés

10 HW felület Jellemzők RS-232, RS-422, RS-423, RS-485 Adatátviteli sebesség 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, bps Átviteli forma ASCII RTU 8 bites 7 bites Átviteli közeg Rézvezető, rádiós kommunikáció, mikrohullám, stb.

11 Adat 7 illetve 8 bit Protokoll - ASCII Adat továbbítás Start Cím Funkció Adat LRC CRLF Lezáró karakterek 2 bájt (LRC Lo és LRC Hi) n x adat 4-5. bájt: írás, olvasás, stb. utasítások 2-3. bájt: az aktuális eszköz címe 1. bájt: : mindig 3Eh

12 ISO-OSI hétréteges modell Interfész-kapcsolat a különböző modulok között ugyanabban az egységben Protokollok -kapcsolat a különböző egységek között (ugyanabban a modulban) Alkalmazói Megjelenítési Viszony Átviteli Hálózati Adatkapcsolati Fizikai Alkalmazói rétegek Adatátviteli rétegek

13 1-Fizikai réteg Definiálja a fizikai közeg részére a villamos és mechanikai jellemzőket Beállításokat definiál Csatlakoztatást, leválasztást ad meg a fizikai rétegen Kommunikációs vonalakat definiál Szabványok X.25, Ethernet; RS-232; RS-422; RS-423; RS-485; V.24/V28 2-Adatkapcsolati réteg Biztosítja a hibamentes kapcsolatot a fizikai réteghez, üzenetkeretet ad, hibát detektál és javít A megfelelő csatorna hozzáférést és használatot menedzseli Biztosítja az átvitt adat megfelelő sorrendjét Szabványok ISO-HDLC; IBM-SDLC

14 Címek és útvonalak megadása Kommunikációs utak beállítása Átvitel ellenőrzés Szabványok Telnet, Arpanet 3-Hálózati réteg 4-Átviteli réteg A kommunikációs végpontok közötti vezérlésről gondoskodik A biztonságos adatcserét kezeli Szabványok DEC-DNA; IBM-SNA

15 5-Viszonyréteg Az eszköz- és rendszer -független átvitelt biztosítja Interfész (logikai átvitel biztosítása) 6-Megjelenítési réteg Biztosítja a kódolt adat átvitelét a kommunikációs csatornán keresztül a felhasználó számára FTP 7-Alkalmazói réteg Biztosítja a felhasználói szolgáltatást, a fájl átvitelt, a fájlok távoli elérését, a DBMS-t

16 Hálózat típusok LAN MAN WAN Olcsó átviteli közegek és modemek (csavart érpár, koaxiális kábel, üvegszál, stb.) Nagy adatátviteli sebesség egészen Gbps értékekig Jó kapcsolatkialakítási lehetőségek Nincs vezérlő eszköz (legfeljebb az adminisztráló eszköz) Minden eszköz a rendszerben saját címmel rendelkezve ad és vesz A fizikai és az adatkapcsolati rétegeket használja Metropolitan Area Network - 50 km Wide Area Network - Világot átfogó

17 IEEE 802.xx IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) IEEE 802. IEEE Bevezetés és definíciók IEEE Logical Link Control (LLC) IEEE CSMA/CD 1980 Xerox, Intel, DEC Ethernet IEEE Token bus General Motors LAN 1-10 Mbps IEEE Token ring IBM LAN Mbps IEEE Wireless Ethernet

18 C1 C2 C4 C3 1- Számítógépek 2- Hálózati kártyák Elemek 3- Kábelek Koaxiális UTP, STP Optikai Rádió Mikrohullámú Szatellit Kapcsolódás módja 1 Host - Terminal típusú 2 - Pont pont kapcsolat típusú 3 - Kliens-szerver típusú Szerver típusok: fájl nyomtató név stb.

19 Ethernet 1973ban a Xerox cég (Corporation s Palo Alto Research Centre) kutatója Bob Metcalfe tervezte és tesztelte az Ethernet hálózatot (Számítógép-nyomtató) CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection Hogyan működik? Ethernet korlátok Jelismétlők Repeaters Hidak Bridges Útválasztók Routers Átjárók Gateways Hubok Hubs Kapcsolók Switches Kevert rendszerek Mixed systems Application Presentation Session Transport Network Data link Útválasztők Kapcsolók Physical 1 Hubok

20 Jelismétlő (repeater) Az első népszerű Ethernet kialakítás vékony koaxiális kábellel valósult meg. Maximális kábelhossz 500 m, de a szegmenseket össze kell kötni. Címzés! Repeater Ethernet hálózatban számítógépek a szegmensekben busz topológiában ugyanaz a protokoll különböző címek

21 Hub Definíció: keresztül több a protokollal A hub egy kisméretű, egyszerű, olcsó eszköz, amelyiken számítógép összekapcsolható, amennyiben ugyanazzal üzemelnek. A hub vagy egy kapcsoló átadja az üzenetcsomagokat egyik szegmensből a másikba, de nem képes útvonalválasztást végezni. Switch1 Backbone Switch1 Hub Hub Egy kevert hálózat hubokkal és kapcsolókkal

22 Kapcsoló - Switch Definíció: több hálózati protokollon (DDL) üzemel. A hálózati kapcsoló egy olyan egyszerű elem, amelyen keresztül számítógép kapcsolódhat egymáshoz ugyanazon a keresztül. A kacsoló az adatkapcsolati rétegen

23 Híd - Bridge A legtöbb Ethernet LAN kapcsolat ezeken a hidakon keresztül valósul meg. Az átviteli híd kezeli a címtáblát, amelyet először összeállít. Számítógép-A Számítógép-B Tanulás Szegmens-A Szegmens-C Hub LAN kapcsoló Szegmens-B Szegmens-D Átvitel Szűrés Továbbítás Számítógép-C Számítógép-D

24 Útvonalválasztó - Router Definíció: képes Az útvonalválasztó az az eszköz, amelyiken keresztül több hálózat együttműködni. Gyakorlatilag ez egy három réteges átjáró, amelyik a hálózati rétegen üzemel. Internet R2 R3 Hub Router Hub R1 R4 R5 R6 R7 Két cím: következő végső (célcím) R8 R9

25 Átjáró - Gateway Definíció: Az átjáró egy általánosan használt két hálózat összekapcsolására alkalmas eszköz. Jellemzője, hogy saját programmal rendelkezik (tehát önálló hardver és szoftver). Az implementálástól függően az ISO-OSI modell több rétegén is üzemelhet. Gateway Különböző operációs rendszer, különböző protokoll, különböző címzési mód

26 Számítógépes hálózat Busz Fa Gyűrű Teljes (pont-pont) Csillag Speciális

27 A kezdetek 4-20 ma analóg jeltovábbítás Áramhurok 1 adó, 1 vevő ~ 1000 m Szabályozás a műszerszobából RS-232 digitális jelátvitel Gond a földvezetékkel 1 adó, 1 vevő ~ 15 m, 38,4 kbps RS-422 digitális jelátvitel Differenciális 1 adó, 10 vevő ~ 1200 m, 90 kbps RS-485 digitális jelátvitel Differenciális 32 adó, 32 vevő ~ 1200 m, kbps

28 RS-232 EIA RS-232C Single Ended Data Transmission (bevezetve 1962-ben) Terminal Equipment and Data Communication Equipment Employing Serial Binary Data Interchange Adat be Tx ~ Rx Adat ki ~ Egy adó és egy vevő! Kiegyenlítetlen kapcsolás Kimeneti feszültségszint: Vevő oldal: Adatátviteli sebesség: Kábelhossz: egyvezetékes nincs jel = V; van jel= V nincs jel 3 V; van jel -3 V max. 20 kbps max. 20m

29 Jellemzők +15 V LSB MSB V -3 V -15 V Start Adat Paritás Stop (1 vagy 2) Jellemzők: Nagy a használt feszültségszint (sebességi gondok az illesztéssel) Az egyvezetékes csatlakoztatás miatt földelési gondok Multidroppos illesztést nem definiál a szabvány Különböző a bekötés DTE és DCE illesztésnél A kézfogásos üzemmódhoz sok vezeték szükséges A csatlakozó lábak bekötését definiálja a szabvány, de az összeköttetésnál lehetnek gondok.

30 DB9S csatlakozó DCD DSR RD RTS TD CTS DTR RI GND Data Carrier Detect Data Set Ready Receive Data line Request To Send Transmit Data line Clear To Send Data Terminal Ready Ring Indicator GrouND

31 RS-422 EIA RS-422 Differential Data Transmission Electrical Characteristics of Balanced Voltage Digital Interface Circuit Data in Tx ~ Rx Data out ~ Kiegyenlített áramkör kétvezetékes Kimeneti feszültségszint: - 7 V to +7 V Vevő oldal: -200 mv to +200 mv Adatátviteli sebesség: 10 Mbps Kábelhossz: max m Egy adó és 10 vevő! Lezáró ellenállás!

32 RS-485 EIA RS-485 Bidirectional Balanced Data Transmission Electrical Characteristics of Bidirectional Balanced Voltage Digital Interface Circuit Master Slave-n Adat be Tx ~ ~ Tx Adat be Adat ki Rx Slave-1 Rx Adat ki Kétirányú, kiegyenlített áramkör Kimeneti feszültségszint: - 7 V to +7 V Vevő oldal: -200 mv to +200 mv Adatátviteli sebesség: 10 Mbps Kábelhossz: max m 1 adó és 32 vevő

33 DB9S csatlakozó Tx+ RTS+ Tx- RTS- Rx+ CTS+ Rx- CTS+ GND Tx: Rx: RTS: CTS: GND: Transmit Data Line Receive Data Line Request to Send Clear to Send Ground RS-485 topológia: Margaréta Csillag

34 Jellemzők Működési mód Adók és vevők száma egy vonalon Kábelhossz max. [m] Adatátviteli sebesség max. ( m RS422/RS485) Adó kimeneti feszültség max. Adó kimeneti jelszint (terhelt) Adó kimeneti jelszint (terheletlen) Adó impedancia (Ohms) Adó kimeneti áram (Z állapotban) Power On Adó kimeneti áram (Z állapotban) Power Off Slew Rate (Max.) Vevő bemeneti feszültség tartomány Vevő bemeneti érzékenység Vevő bemeneti ellenállás (Ohms), (1 terhelés RS485 esetén) RS-232 Single-ended 1 adó 1 vevő 16 20kb/s +/-25V +/-5V +/- 15V +/-25V 3k-7k N/A +/- 2V 30V/uS +/-15V +/-3V 3k to 7k RS-423 RS-422 RS-485 Single-ended differential differential 1 adó 10 vevő 1 adó 10 vevő 1 adó 32 vevő kb/s 10Mb/s- 100Kb/s 10Mb/s- 100Kb/s +/-6V -0.25V to +6V -7V to +12V +/-3.6V +/-2.0V +/-1.5V +/-6V +/-6V +/-6V >= N/A N/A +/-100uA +/-100uA +/-100uA +/-100uA Állítható N/A N/A +/-12V -10V +10V -7V +12V +/-200mV +/-200mV +/-200mV 4k min. 4k min. >=12k

35 IEEE-488 IEEE 488 Hewlett Packard Interface Bus (HPIB IEC-625) 1965-ben General Purpose Interface Bus (GPIB) 1975-ben Az eszközök lehetnek: Beszélő -Talker, Hallgató - Listener, Vezérlő - Controller A rendszer: bájt soros, bit párhuzamos, aszinkron Buszok: Adatbusz (8 bit) DB Adatátviteli vezérlő busz (három jel) DTCB Általános vezérlő busz (öt jel) GCB

36 D00-D07 DAV NFR D Vezérlő és adatátviteli jelek DTCB GCB NDA IFC C ATN SRQ REN EOI Controller, Talker, Listener Talker, Listener Listener Listener Számítógép Voltmérő Függvénygenerátor Nyomtató DIO1 - DI / controller/talker 8-bit data/command lines NRFD (Not ready for data) 7 Listeners Handshake line NDAC (No Data Accepted) 8 Listeners Handshake line DAV (Data valid) 6 controller/talker handshake line ATN (attention) 11 controller distinguishes commands from data SRQ (Service Request) 10 any device used to request service from the controller IFC (Interface clear) 9 controller initializes the GPIB bus REN (remote enable) 17 controller places device in remote mode EOI (End or Identify) 5 controller/talker marks end of message or (with ATN) signals parallel poll by controller

37 Lineáris és csillag struktúra A eszköz B eszköz A eszköz B eszköz D eszköz C eszköz C eszköz Lineáris Csillag elrendezés

38 Jellemzők IEEE IEEE szabványok Egységek száma: 15 Logika: Inverz Meghajtó: V OL 0,5 V (48 ma nyelő áram) V OL > 2,4 V (5.2 ma forrás áram) Vevő: V IH 2 V V OL 0,8 V Max. sebesség: 1 Mbájt/s (eszköznél 1 m, összesen 10 m) Kábelhossz: max. 20 m Kábelhossz 2 egységnél: 2 m Standard For Higher Performance Protocol for the Standard Digital Interface for Programmable Instrumentation IEEE (megújítva 2004-ben) SCPI Standard Codes, Formats, Protocols, and Common Commands For Use With IEEE The latest SCPI Standards are published by the SCPI Consortium

39 Van-e más lehetőség? Igen, de. (Intelligens hibrid rendszerek) fejlesztés: ötvözni az analóg és digitális technikát, a gyártók azonnal léptek, a gyártók szerepe, AMS rendszerek megjelenése, gyártófüggetlen alkalmazások. valami digitális Szabályozó 4-20 ma 4-20 ma Távadó Beavatkozó Digitális jel Szabályozó 4-20 ma 4-20 ma Digitális jel Szabályozó 4-20 ma 4-20 ma HART rendszer Műszerszoba 4-20 ma + digitális 4-20 ma + digitális Technológia Távadó Beavatkozó Távadó Beavatkozó

40 Analóg és digitális kommunikáció Highway Addressable Remote Transducer Buszon címezhető terepi távadó Master-Slave kommunikáció (kivéve a burst kommunikáció) két Master lehet (egy vezérlő és egy kommunikátor), (burst: a Master tól ig időtartamig engedélyezi az eszközt az adatküldésre) Jel frekvencia: Bell 202 típusú frekvencia moduláció (standard frequency shift key FSK) logikai Hz, logikai Hz Vezérlő 4-20 ma + digitális jel

41 Több távadó egy vezetékpáron Csatlakoztatható elemek száma: 15 Vezérlő Multidrop communication Multidrop üzemmódban nincs 4-20 ma jel, minden távadó 4 ma-es Kétvezetékes távadó Aktív és passzív távadók egy rendszerben TE + 24 V Távadó Rt = V TE + 24 V Rt + + Távadó Távadó passzív passzív - - Távadó aktív Távadó aktív 0 V

42 Adat Adat és protokoll formátum Protokoll 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 P 1 Start bit 8 adat bit (először az LSB) paritás páratlan Stop bit Preamble STRT ADDR COMM BCNT (STATUS) (DATA) CKSM Ellenőrző összeg Adat - max. 25 bájt (ha van) Elem és kommunikáció állapot 2 bájt (csak az elemtől a controller irányban, válaszkor) Bájt számláló (ezt követő bájtok száma, kivéve CKSM) Utasítás Cím (forrás és cél) 1 bájt (rövid keret); 2 bájt (hosszú keret) Indító (Start) karakter (M-S: 02 v 82; S-M: 06 v 86; BM: 01 v 81 Bevezető karakter 3 vagy több hexadecimális FF (a vevő modem szinkronizálásához)

43 Utasítások Minden parancsnak rendelkezik egy bájtos azonosítóval (max. 256 parancs) Bővítés miatt még egy bájt rendelkezésre áll, 254 utasítással, azaz max. 510 utasítás lehetséges 3 csoport: Univerzális utasítások Általános utasítások Eszköz specifikus utasítások Univerzális utasítások (minden eszköznek értenie kell) Utasítások számozása: 0, 1, 2, 3, 6, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 33, stb. 0 Gyártmány jellemzők: 0. bájt 254 kiterjesztés 1. bájt gyártó kódja (HART alapítvány adja) 2. bájt gyártmánykód (gyártó adja) 3. bájt bevezető karakterek száma 4. bájt univerzális utasítás revízió 5. bájt eszköz specifikus utasítás revízió 6. bájt szoftver verzió 7. bájt hardver verzió 8. bájt eszköz állapot (8 bit) bájt eszköz egyedi szám (ID-2 byte)

44 Utasítások 1 elsődleges változó (PV) beolvasása: 0. bájt PV paraméter kód (bar) 1-4. bájt PV (primary variable) értéke 2 mért érték és százalékos érték beolvasása: 0-3. bájt mért érték ma-ben 4-7. bájt mért érték a tartomány %-ban 3 A mért érték és négy elére definiált dinamikus változó beolvasása: 0-3. bájt mért érték ma-ben 4. bájt PV paraméter kód (bar) 5-8. bájt PV mért érték valós adata 9. bájt második változó (SV) paraméter kód (m 3 /h) bájt második változó mért értékének valós adata 14. bájt harmadik változó (TV) paraméter kód ( C) bájt harmadik változó mért értékének valós adata 19. bájt negyedik változó (FV) paraméter kód ( C) bájt negyedik változó (FV) mért értékének valós adata

45 Utasítások Általános utasítások 13 eszköz technológiai jele tervjel (tagname), dátum (pl. utolsó kalibrálás dátuma), leírás 15 Kimeneti adatok beolvasása alarmok (alsó és felső), írásvédelem, stb. Eszköz specifikus utasítások 14 eszköz érzékelőjének adatai: sorozatszám, alsó felső határérték, erősítés) Device Descriptor eszközleíró Az eszközleíróval kapcsolatos problémák Rendelkezésre álló utasítások még: EEPROM adatainak másolása, nulla és végérték beállítása, stb. 109 burst üzemmód beállítása (0 ki, 1 be) Revíziószám

46 érzékelés Sensoplex Interbus S AS i Profibus DP CAN WorldFIP vezérlés szabályozás DeviceNet SDS HART ControlNet Ethernet IEC/SP50 Profibus PA FF H1 informatikai rendszerek ARCNET CAN Controller Area Network ISO HART High Addressable Remote Transducer MODBUS MODicon BUS SDS Honeywell által fejlesztett Smart Distributed System LONWorks Bitbus Devices Net Allen-Bradley által fejlesztett (ma Rockwell Automation) Automatizálás szintje Felhasználási terület Diszkrét elemekhez kötődő rendszerek Folyamatokhoz kötődő rendszerek

47 IEC által 2000 januárban ratifikált szabványok The Eight Headed Monster FF-1 FF-HSE Profibus WorldFIP Pnet ControlNet Interbus S Swift Net Foundation Fieldbus H1 Foundation Fieldbus High Speed Ethernet PROcess Field BUS European Standard (EN50170) A jövő: IPARI ETHERNET - ETHERNET/IP

48 Profibus (DIN 19245/EN50170) Fejlesztő: Német kormány a gyártókkal együttműködve Formátum: Profibus DP (M-S), Profibus FMS Multimaster/peer to peer, Profibus PA Csatlakozás: 9 tűs D-Shell vagy 12 mm IP67 gyorscsatlakozó Elemszám max.: 127 Távolság: 100 m km (jelismétlővel és optikai jelátvitellel) Átviteli sebesség: Mbps Üzenet mérete: max. 244 bájt/node/üzenet Lekérdezés: pollozás (DP és PA) és peer to peer (FMS) Szervezet: Profibus Trade Szervezet - Előnyök: Elterjedt Európában nagyon népszerű és É. Amerikában is DP, FMS és PA együttesen komplex rendszert alkot Hátrányok: Nagy az üzenet fejrésze Nem közös buszon megy a kommunikációs és a tápfeszültség Siemens központúság

49 CANopen Fejlesztő: CAN in Automation, 1993 Formátum: CAN (Control Area Network) alapú technológia Csatlakozás: Mini 18 mm and Micro 12 mm gyorscsatlakozó és 9 tűs D-Shell Elemszám max.: 64 Távolság: 100 m m Átviteli sebesség: 125, 250, 500 és 1000 kbps Üzenet mérete: 8 bájt/node/üzenet Lekérdezés: pollozás, mintavételes, ciklikus, állapot megváltozása Szervezet: CAN In Automation - Előnyök: Nagy megbízhatóság Tápfeszültség együtt megy a kommunikációval Hatékony hálózat kihasználás Hátrányok: Európában korlátozott használat Bonyolult protokoll Korlátozott üzenet méret

50 Device Net Fejlesztő: Allen Bradley, 1994 Formátum: CAN technológiai alapokon Csatlakozás: Mini 18 mm és Micro 12 mm gyorscsatlakozó és 5 tűs Phoenix csatlakozó Elemszám max.: 64 Távolság: 100 m m Átviteli sebesség: 125, kbps Üzenet mérete: maximum 8 bájt/node/üzenet Lekérdezés: pollozás, mintavételes, ciklikus, állapot megváltozása Szervezet: Open Device Net Vendor Association (ODVA) - Előnyök: Olcsó Széles körben elterjedt Tápfeszültség és kommunikáció együtt Hátrányok: Korlátozott sávszélesség Korlátozott az üzenet mérete Korlátozott az üzenethossz

51 Interbus Fejlesztő: Phoenix Contact, 1984 Formátum: Nagy sebességű léptetőregiszteres topológia Csatlakozás: 9 tűs D-Shell és 23 mm kerek DIN Elemszám max.: 256 Távolság: 400 m/segment, 12.8 km teljes Átviteli sebesség: 500 kbps (2 Mbps is rendelkezésre áll) Üzenet mérete: 8 bájt/node/üzenet Lekérdezés: I/O lekérdezés és PCP csatorna az adatátvitelhez Szervezet: Interbus Club - Előnyök: Széles diagnosztikai képesség Kis fejléc Gyors válaszidő és hatékony buszkihasználás Tápfeszültség és kommunikáció együtt Hátrányok: A buszon bármilyen meghibásodás tönkreteszi az egész láncon lévő kommunikációt A nagy mennyiségű adatátvitel korlátozott

52 ControlNet Fejlesztő: Allan-Bradley, 1995 Formátum: RG6/U kábel (TV kábel) és Rockwell ASIC chip Csatlakozás: két redundáns BNC Elemszám max.: 99 Távolság: m (jelismétlővel) Átviteli sebesség: 5 Mbps Üzenet mérete: bájt Üzenet formája: multimaster, peer to peer, fregmentált, előre meghatározott ütem szerinti lekérdezés (determinisztikus) Szervezet: ControlNet International - Előnyök: Determinisztikus Ismételhető Hatékony hálózatkihasználás Hátrányok: Limited multi-vendor support Drága a Rockwell ASIC

53 Foundation Fieldbus - ISA SP50/IEC Fejlesztő: ISA, 1998 Formátum: H1-Ex környezetben, kbps, HSE-High Speed Ethernet, 100 Mbps Elemszám max.: 240 szegmensenként, 65,000 lehetséges szegmensszám Távolság: 1900 m H1 számára Átviteli sebesség: kbps és 100 Mbps Üzenet mérete: 128 oktet Üzenet formája: kliens/szerver, kiadói/előfizetői, esemény vezérelt Szervezet: Fieldbus Foundation - Előnyök: Flexibilis Nagyon jól kimunkált protokoll Ex környezetben is működik Jó integrálhatóság Hátrányok: Folyamatirányítás központú Lassan zajlik a szabványosítás A kompatíbilis eszközök korlátozottan állnak rendelkezésre

54 Ipari Ethernet Fejlesztő: DEC, Intel és Xerox, 1976 Formátum: 10 Base 2, 10 Base T, 100 Base T, 1 Gigabit Csatlakozás: RJ45 vagy koaxiális Elemszám max.: 1024, bővíthető útválasztókkal Távolság: 100m (10 Base T) to 50 km (monomódusú, üvegszállal) Átviteli sebesség: 10 Mbps Mbps Üzenet mérete: bájt Üzenet formája: peer to peer Szervezet: Industrial Ethernet Association - Előnyök: Széles körben elterjedt Általános szabvány Rengeteg rendszert installáltak Sok szakértő áll rendelkezésre a világon Hátrányok: Nagy az üzenetfej Nincs együtt a tápfeszültséggel a kommunikáció EMI/RFI jellemzők

55 Különböző protokollok az ipari Etherneten Modbus/TCP Ethernet/IP Profibus Etherneten Foundation Fieldbus HSE

56 Általános jellemzők Tipikus szenzor buszok Mi van a terepi buszrendszer alatt? Jó integrálhatóság Protokoll kompatíbilis főállomások Buszrendszerű felépítés (rendszerint MS kapcsolat) Csatlakozó pontok száma rögzített Adat és táplálás ugyanazon a vezetéken Adatátviteli sebesség Interbus S Device Net SDS Seriplex Sensoplex AS-Interface (ASi)

57 Fejlesztő: AS-I Konzorcium, 1993 Csatlakozás: Lapos sárga kábellel (speciálisan ASI-ra), 2 pólusú csatlakozó vagy 12 mm gyorscsatlakozó Elemszám max.: 31 slaves, 1 master Távolság: 100 m m (jelismétlővel) Átviteli sebesség: 167 kbps Lekérdezés: 8 bit (4 bemenet, 4 kimenet)/node/üzenet Üzenet formája: Mintavételes Szervezet: AS-I Trade Szervezet - Lapos kábel Adat Előnyök: Különlegesen egyszerű Olcsó Nagysebességű Tápfeszültség a buszon Nagyon jó csatlakozás az I/O elemekhez Hátrányok: Korlátozott hálózati méret Szegényes analóg I/O csatlakozás

58 Protokoll felépítés Protokoll 1 bit 1 bit 5 bit 5 bit 1 bit 1 bit 4 bit 1 bit 4 bit 1 bit 1 bit Szünet Stop bit Stop bit P Paritás bit I Adat bit P Paritás bit 0 Start bit I Adat bit A - Címbit S Vezérlőbit 0 Start bit

59 Fejlesztő: Hans Turck Gmbh, 1987 Csatlakozás: Koaxiális csatlakozó Elemszám max.: 64 Távolság: 1000 m (jelismétlővel) Átviteli sebesség: kbps Üzenet mérete: 16 kétirányú Üzenet formátuma: Master-slave Internet cím: Előnyök: Egészen egyszerű felépítés Olcsó Főállomáson keresztül jó csatlakozás a különböző protokollokhoz Gyújtószikramentes kialakítás: Sensoplex 2 Ex Hátrányok: Gyári szabvány Csak digitális I/O rendszerekhez

60 Protokoll felépítés Protokoll DA Data Data Adat 8 bit Adat 8 bit Destination Address Cím 8 bit Master állomás (protokoll konverter) PLC Be- ; Kimeneti modulok Jellemzők gyújtószikramentes övezetben alkalmazható, egyszerű protokollal rendelkezik, érzékelők és határérték kapcsolók összeköttetésére készült, teljesen moduláris rendszer, kábelezés koaxiális kábellel, tesztelés üzem közben is biztosított.

61 Rendszer Sensoplex Ex a DIO jelek lekezelésére