Slika br.1 Blok dijagram TMS320x240x CAN modula

 CAN modul ostvaruje dvožičnu komunikaciju sa CAN transceiver-om preko pinova CANTX i CANRX sa jedne strane. Sa druge strane CPU ostvaruje pristup kontrolnim i statusnim registrima, kao i specifičnom memorijskom prostoru (tzv. Mailbox RAM) CAN modula.

 Mailbox-ovi su locirani u delu RAM-a veličine 48 memorijskih reči. U Mailbox RAM-u se nalaze poruke koje su upravo primljene, odnosno upisuju se poruke namenjene za slanje. Mailbox-ovi 0 i 1 su prijemni, dok su 4 i 5 predajni; mailbox-ovi 2 i 3 su konfigurabilni i mogu poslužiti za slanje ili za prijem.

 Svaki od šest mailbox-ova sadrži po četiri 16-bitna registra u kojima može da se smesti maksimalno 8 bajtova podataka, dva 16-bitna registra za identifikator i nekoliko kontrolnih registara. U okviru dva registra za identifikator, pored samog 29-bitnog identifikatora, se nalaze i tri bita kojima se definiše dužina identifikatora, upotreba lokalne maske i auto-answer mod (AAM bit) potreban za automatski odgovor na zahtev za podacima.

 CAN modul šalje ili prima podatke koristeći tip poruke sa podacima čiji je format prikazan na slici br.2. Po prijemu nove poruke se najpre identifikator same poruke upoređuje sa identifikatorima prijemnih mailbox-ova, i ukoliko se ovi poklope poruka se prihvata. Postavljanje lokalne maske omogućava da se određeni bitovi identifikatora mailbox-a maskiraju i ne učestvuju u upoređivanju sa odgovarajućim bitovima identifikatora pristigle poruke. Naravno, lokalnu masku je moguće postaviti samo za prijemne mailbox-ove.

Slika br.2 Format poruke sa podacima

 Prijem poruka sa zahtevom za podacima se može ostvariti samo preko mailbox-ova 0, 1, 2 i 3. Ukoliko stigne poruka u kojoj je setovan RTR bit, CAN modul upoređuje identifikatore ovih mailbox-ova sa identifikatorom pristigle poruke. Identifikatori mailbox-ova se porede počev od mailbox-a broj 3 naniže. Za slučaj kada se identifikatori poklope dalja pretraga se završava. Zavisno od toga da li je identifikaovani mailbox prijemni ili predajni, kao i da li je setovan AAM bit, moguće su sledeće situacije:

 1. Ukoliko je prozvani mailbox konfigurisan za slanje (uočiti da to mogu biti samo konfigurabilni mailbox – ovi 2 i 3), a AAM fleg je setovan, dolazi do automatskog slanja trenutnog sadržaja tog mailbox-a.

 2.Ukoliko je prozvani mailbox konfigurisan kao predajni, a AAM bit nije setovan, prihvaćena poruka sa zahtevom za podacima će biti ignorisana, tj neće biti nikakvog odziva na poruku, kao ni bilo kakve signalizacije ka CPU da je ovakva potuka primljena.

 3. Ukoliko je prozvani mailbox konfigurisan kao prijemni, on poruku prihvata i signilizira CPU preko bita RCR iz prijemnog kontrolnog registra. Odgovor na ovaj zahtev za podacima sada u potpunosti zavisi od odluke CPU.

 Kada CPU želi da pošalje zahtev za podacima, to se ostvaruje sa konfigurabilnim mailbox-ovima 2 i 3. Naime, jedan od njih se najpre konfiguriše kao prijemni mailbox. Tako konfigurisan mailbox je u stanju da pošalje poruku sa zahtevom za podacima. Prijem očekivanih podataka se ostvaruje u istom mailbox-u.

 Dva statusna registra daju informacije o funkcionisanju cele periferije (Global Status Register (GSR)), odnosno o tipu greške koja je nastupila (Error Status Register (ESR)). ESR prikazuje samo prvu grešku koja je nastupila, to jest naredne greške ne menjaju njegov sadržaj. CAN modul ima dva brojača grešaka, po jedan za režim slanja i režim prijema čiji sadržaji su dostupni CPU.

 Kontrolni registri CAN modula omogućavaju konfigurisanje mailbox-ova pomoću kojih se oni uključuju ili isključuju, kontrolišu predajne ili prijemne funkcije, određuju brzinu prenosa i upravljaju prekidima. Postoje dva tipa prekidih zahteva između CAN modula i PIE kontrolera: jedan je iniciran promenom stanja nekog mailbox-a, a drugi usled uočene greške. Oba tipa mogu koristiti visoki i niski nivo prioriteta. Sledeće aktivnosti iniciraju prekid:

• poruka je uspešno primljena ili poslata;
• slanje poruke je prekinuto;
• CPU nije uspeo da upiše poruku za slanje;
• wake-up stanje;
• stara poruka je prebrisana od strane nove poruke;
• CAN modul je onemoguđen da šalje poruke (Bus-off stanje);
• CAN modul je pasivan (Error Passive);
• jedan ili oba brojača grešaka ima vrednost koja je jednaka ili veća od 96;

Maxim MAX3225cpp

 Maxim MAX3225cpp predstavlja RS-232 drajver [12] zadužen za asinhronu serijsku vezu sistema sa periferijama. Maksimalna brzina komunikacije je 1 Mb/s. Podizanje signala na RS-232 nivo se ostvaruje takozvanom naponskom pumpom koja je realizovana u vidu četiri kondenzatora reda veličine 0,1µF. Kolo automatski prelazi u stanje niske potrošnje kada je RS-232 kabl otkačen ili u slučaju da su transmisiona kola zakačene periferije neaktivna, odnosno ukoliko je UART koji pogoni transmitere neaktivan više od 30 sekundi koristeći AutoShutdown Plus aplikaciju. Kolo se ponovo aktivira pri novoj validnoj tranziciji na bilo kom transmiter-skom ili receiver-skom ulazu. Kolo je smešteno u standardnom DIP 20 kućištu.

Philips PCA82C250

 PCA82C250 je interfejs između CAN kontrolera i fizičke magistrale. Primarna upotreba je u industrijskim aplikacijama koje koriste brzine od 40 kb/s do 1 Mb/s. Poseduje zaštite od kratkog spoja ka pozitivnom i negativnom naponu, zaštitu od termalnog preopterećenja koja kontroliše da temperatura spoja ne pređe 165ºC. Kolo zahteva 5V napajanje, i njegovo ulazno kolo za prijem podataka od CAN kontrolera (pin TXD) očekuje za logičku jedinicu napon od 5V, dok njegovo izlazno kolo za slanje podatka ka CAN kontroleru daje napon od 5V za logičku jedinicu. U oba slučaja, logičkoj nuli odgovara naponski nivo od 0V.

 PCA82C250 je spakovan u veoma malo osmopinsko SMD kućište sa oznakom SO-8 (Small Outline package). Dimenzije su mu 4x5mm.

The post Karakteristike i blok dijagram CAN modula jednog digitalnog signalnog procesora appeared first on Automatika.rs.

• niska cena;
• sposobnost funkcionisanja u različitim okruženjima;
• podrška radu u realnom vremenu;
• izuzetno visoka pouzdanost;
• jednostavna upotreba.

Primena CAN u vozilima

 Savremeni trendovi u razvoju vozila svih vrsta podrazumevaju primenu sve većeg broja elektronskih kontrolnih sistema. Razvoj automobilske elektronike je delom uzrokovan željom kupaca za što sigurnijom i udobnijom vožnjom, delom potrebom za što ekonomičnijom vožnjom, a delom i sve rigoroznijim propisima po pitanju emisije štetnih gasova u atmosferu. Dakle kontrolni uređaji (inteligentni senzori i aktuatori) koji treba da ispune ove zahteve moraju biti svuda prisutni: u motoru, prenosnom mehanizmu, moraju kontrolisati protok goriva kroz karburator, implementirati ABS (Anti Blocking System) i ASC (Acceleration Skid Control) sisteme za kontrolu proklizavanja i slično.

 To podrazumeva razmenu relativno velike količine podataka, što bi primenom konvencionalnih signalnih linija centralizovanog upravljačkog sistema postalo skoro neizvodljivo zbog složenosti takvog komunikacionog sistema, visoke cene i smanjene pouzdanosti. Pored toga, mnoge od ovih funkcija podrazumevaju sinhronizovanu akciju više kontrolnih uređaja. Na primer, ASC zahteva sadejstvo kontrolnih uređaja motora i karburatora da bi se smanjio moment koji se stvara na pogonskim točkovima.

 Primena CAN baziranih mreža je omogućila da se svi kontroleri, senzori i aktuatori povežu na jednu serijsku komunikacionu liniju. Sam protokol poseduje moćne mehanizme za korekciju grešaka pri prenosu. Dijagnostika stanja sistema je znatno pojednostavljena, kao i mogućnost online konfiguracije pojedinih kontrolnih uređaja na liniji.

Prema zahtevima i ciljevima koji se postavljaju pred serijsku komunikaciju u vozilima, CAN primene se tipično dele u 3 grupe: mreže za kontrolu motora, prenosnog mehanizma i šasije. Prve dve primene CAN protokola zahtevaju brzinu prenosa podataka koja je tipična za sisteme koji rade u realnom vremenu, a to je od 200 kb/s – 1 Mb/s. Treća primena podrazumeva umrežavanje tzv. šasijske elektronike, koja je zadužena za komfor vozila. Pod tim se podrazumeva kontrola svetla, air-condition sistema, centralna brava, podešavanje sedišta i retrovizora i sl. Zahtevana brzina prenosa podataka za ove primene je relativno mala, do 50 kb/s.

U bliskoj budućnosti CAN protokol će sigurno naći još jedno polje primene. Radi se o primeni ove komunikacije u cilju povezivanja uređaja u vozilu, kao što su: radio uređaj, telefon, navigaciona pomoćna sredstva i slično za centralni konrolni panel u vozilu. Napredak u trenutno aktivnom projektu Prometej koji se bavi razvojem komunikacije vozilo – vozilo i vozlo – okruženje u mnogome zavisi od razvoja serijske komunikacione opreme.

Primena CAN u industriji

 Pokretna i stacionarna poljoprivredna mehanizacija, nautička oprema i mašine, medicinska oprema, tekstilna industrija, liftovski sistemi i oprema specijane namene su samo neke od oblasti gde se danas može sresti serijska komunikacija bazirana na CAN protokolu. Tekstilna industrija je jedna od prvih primena ovog protokola [7]. Proizvođači medicinske opreme su se odlučili za ovaj protokol jer ispunjava njihove veoma stroge bezbedonosne zahteve po pitanju pouzdanosti prenosa podataka. Slični problemi su rešeni i u transportnim i robotskim sistemima. Takođe, mnoge industrijske grane prihvataju CAN pre svega zbog njegove niske cene po instaliranom čvoru.

The post Primena sistema baziranih na CAN protokolu appeared first on Automatika.rs.

 CANopen je originalno razvijan za primenu u aplikacijama koje upravljaju kretanjem, tj. za najkompleksniju oblast industrijske automatizacije. Tu su zahtevi veoma rigorozni: poruke moraju biti što kraće, sa visokim stepenom iskorišćenosti sadržaja poruke za prenos korisne informacije. Takođe, pouzdanost prenosa uz ispunjenje strogih vremenskih zahteva po pitanju odziva na zahtev za prenosom poruke, jasno su ukazivali da CAN protokol mora biti osnova na kojoj će biti razvijan ovaj viši protokol. Neke od ovih zahteva zadovoljavo je i bazični CAN protokol. Međutim, on je imao i mnogo ograničenja (npr. korisna informacija u komunikaciji između dva uređaja je limitirana na 8 bajtova), što je neizostavno zahtevalo razvoj nadređenog protokola koji koji bi u sebe uključio bazični CAN protokol.

 Ciljna grupa za primenu CANopen protokola su distribuirani sistemi sa lokalnom inteligencijom, dakle, ona ista oblast primene u kojoj su za sada dominantni fieldbus sistemi kao što je recimo Profibus. Međutim, prednosti CANopen protokola su jednostavnost realizacije, visoka pouzdanost i izuzetno kratko vreme reagovanja. Pored toga, CANopen ima veoma kratko vreme oporavka nakon detektovane greške u prenosu. Često se zbog toga kaže će da CANopen bazirana mreža pre detektovati grešku i ponovo poslati ispravnu poruku, nego što će TCP/IP bazirana mreža i detektovati da je nastupila greška u prenosu. CANopen protokol vrši segmentaciju velikih poruka u osmobajtne pakete i šalje ih, paket po paket, u okviru poruke dužine 111 bitova. To omogućava da poruka većeg prioriteta uvek prekine prenos velike poruke nakon što se prenos jednog paketa završi. Prenos preostalih paketa će biti nastavljen čim mreža ponovo postane slobodna. Nasuprot tome, TCP/IP protokol zahteva integritet i neprekidnost čak 1500 bajtova, što je krajnje nepovoljno za primenu u real time aplikacijama.

 Još jedna vrlo važnu osobina CANopen protokola, a koju poseduje i DeviceNet, je zamenljivost i međusobni rad proizvoda različitih proizvođača koji podržavaju CANopen protokol. O toj karakteristici ovog protokola će biti više reči kasnije.

 CANopen je otvoreni sistem, ne samo u smislu da nije vlasništvo nijednog većeg proizvo đača ili grupacije, već i u pogledu njegove fleksibilnosti. Naime, CANopen se može konfigurisati da podržava najrazličitije mrežne strukture i topologije. On čak omogućava međusobnu komunikaciju slave uređaja. Sve to je moguće zbog njegove jednostavnosti što prouzrokuje i male memorijske zahteve. Na primer, veličina koda za osmobitni mikrokontroler koji piše i čita osmobitne podatke preko CANopen mreže je manja od 5k bajtova.

 CANopen podržava dva puta više čvorova na mreži od DeviceNet-a, čak 127, dok je izbor mogućih brzina prenosa podataka daleko veći: 1 Mb/s, 800 kb/s, 500 kb/s, 250 kb/s, 125 kb/s, 50 kb/s, 20 kb/s i 10 kb/s.

Osnovna struktura CANopen protokola

 Dva osnovna elementa u strukturi CANopen protokola su: komunikacioni profil (Communication profile) i profil uređaja (Device profile).

Profil uređaja

 Koncept profila uređaja je uveden da bi bilo moguće umrežavanje uređaja različitih proizvođača bez potrebe za pisanjem specijalizovanog softvera za svaki pojedinačni uređaj. U tom cilju CiA je prezentovala precizno uputstva koja omogućavaju proizvođačima uređaja da realizuju svoje uređaje u skladu sa predefinisanim profilima. Tek za uređaje koji su u skladu sa predefinisanim profilima, CANopen može da garantuje osnovi set mrežnih funkcija. Da bi se omogućilo postizanje dodatnih funkcionalnosti, u okviru profila je određen i jedan opcioni deo u kome proizvođači mogu definisati dodatne karakteristike uređaja, opet na kontrolisan način. Kao pomoć proizvođačima, dostupan je veliki broj standardnih profila za različite tipove uređaja: I/O module, kontrolere, merne uređaje i sl.

 Ovi profili su implementirani u obliku standardizovane baze podataka koja se naziva rečnik objekata (object dictionary). Taj rečnik objekata je u obliku ASCII karaktera zapisan u fajl koji se najčešće susreće pod nazivom EDS (Electronic Data Shit). Uz pomoć specijalnog softverskog alata, ova baza se može konfigurisati prema željenom uređaju, nakon čega se dobija tzv. DCF (Device Configuration File). Važno je razumeti da ovaj fajl sa rečnikom objekata ne mora biti prisutan na uređaju, ali mora u procesu instalacije tog uređaja na mrežu biti dostupan master-u (aplikaciji) koji tu inicijalizaciju vrši, bilo preko CANopen mreže, bilo putem Interneta, ili na bilo koji drugi razumljiv način.

CANopen rečnik objekata je tipično podeljen u 4 segmenta:

• Segment tipova podatak – u ovom segmentu je definisano koje sve tipove podataka podržava posmatrani uređaj; među njima mogu biti i tipovi podataka definisani od strane proizvođača.
• Segment komunikacionog profila -u ovom segmenu se, pored podataka o tome koji se konkretni uređaj koristi, nalaze i neki osnovni podaci o samom uređaju; takođe, ovde je mapirano i koji je tip svake vrste poruke koju konkretni uređaj razmenjuje preko mreže.
• Segment profila uređaja – ovaj segment predstavlja opis onih bazičnih osobina uređaja koji obezđuje da svi uređaji istog tipa, a od različitih proizvođača povezani na CANopen mrežu pokazuju isto bazično ponašanje.
• Segment definisan od strane proizvođača – ovo je opcioni segmen u kome proizvođač može da definiše neke dodatne funkcionalnosti specifične za njegov uređaj, ali na unapred propisan način.

Komunikacioni profil

 Komunikacioni profil zahteva da na mreži mora postojati bar dva čvora od kojih u svakom trenutku bar jedan mora biti master a drugi slave. Za takvu mrežu, CANopen protokol definiše nekoliko metoda za prenos i prijem poruka preko CAN linija. Te poruke za nas predstavljaju tzv. komunikacione objekte. CANopen razlikuje sinhroni i asinhroni mehanizam prenosa podataka.

 Sinhroni prenos je podržan preko dva tipa poruka: predefinisanih poruka (Sync Object, Time Stamp Object i Emergency Object), kao i PDO tipa poruka. Ovaj mod omogućava uređaju na mreži da bude strogo sinhronizovan sa taktom master-a. To je izuzetno bitno u nekim primenama vezanim za kontrolu kretanja. U takvim aplikacijmama je upravljačka petlja najčešće zatvorena preko CANopen linije, što zahteva sinhronizovano uzorkovanje podataka. U ovom modu rada, na raspolaganju je nekoliko parametara koji ga mogu prilagoditi konkretnoj aplikaciji. Na primer, moguće je definisati da se odbirci nekog ulaznog signala uzimaju i proseđuju preko mreže svaki n-ti ciklus i sl.

 Asinhroni prenos je podržan preko tri tipa poruka: poruka za administriranje na mreži (Network administration message), SDO i PDO tipova poruka. Asinhroni prenos omogućava uređaju da automatski obavesti druge uređaje da se neki događaj ostvario, smanjujući na taj način vreme reagovanja. Ovaj mod rada omogućava redukovanje opterećenja mreže, kao i visoke performanse u komunikaciji uz relativno malu brzinu prenosa.

Tipovi komunikacionih objekata (tipovi poruka)

 CANopen protokol pravi razliku između četiri osnovna tipa podataka (komunikacionih objekata):

• Poruke za administriranje na mreži (Layer Management (LM) i Network Management (NMT)) – ove poruke se koriste u svrhu kontrole uređaja na mreži; pod tim se podrazumeva dinamička distribucija identifikatora pojedinačnim uređajima, kontrolu stanja i komunikacionog moda jednog ili više čvorova na mreži, periodačan polling čvorova na mreži ne bi li se detektovao eventualni otkaz nekog od njih i sl.
• Poruke sa servisnim podacima (Service Data Object (SDO)) – ove poruke se šalju asinhrono, i tipično se primenjuju u dva slučaja; prva primena je u procesu konfigurisanja uređaja na CANopen mrežu; pod tim se podrazumeva inicijalizacija parametara čvora, kao i učitavanje određenog programa u uređaj; druga primena SDO je za prenos poruka koje su veće od 8 bajtova u formi više CAN telegrama; zajednička osobina za obe primene SDO je da se radi o porukama relativno niskog prioriteta.
• Poruke sa podacima procesa (Process Data Object (PDO)) – PDO se tipično koristi za poruke velike brzine i visokog prioriteta; podaci u PDO poruci su ograničeni na dužinu od 8 bajtova; format ovih poruka, kao i dužina i tip podataka koji se njima prenose se mogu konfigurisati korišćenjem SDO poruka; ovaj tip poruke se može odaslati od bilo kog čvora mreže ka jednom ili više drugih čvorova na mreži; PDO poruke se mogu prenositi i asinhronim i sinhronim mehanizmom; u slučaju asinhronog mehanizma, taj proces može biti iniciran bilo zahtevom od nekog drugog čvora (remote request), bilo određenim događajem na konkretnom uređaju.
• Predefinisane poruke, kao što su Sync Object, Time Stamp Object i Emergency Object –  emergency message je poruka najvišeg prioriteta i rezervisana je da izvesti o havarijskom stanju na uređaju koji je odašilje; Sync Object predstavlja podršku za razvoj aplikacija u realnom vremenu.

CANopen upravljanje mrežom – proces inicijalizacije

 Za razliku od DeviceNet protokola, CANopen protokol ne koristi predefinisanu šemu za raspodelu identifikatora. Po priključenju na mrešu svaki uređaj dobija tzv. inicijalizacioni identifikator poruke koji je najčešće određen stanjem nekih DIP prekidača na samom uređaju. Nakon podizanja mreže, master najpre uspostavlja dijalog sa svakim pojedinačnim slave-om preko NMT servisa. Kada je veza uspostavljna, master najpre svakom od slave-ova prosleđuje identifikatore za njihove SDO-PDO poruke. Nakon toga master upisuje potrebni kod i inicijalizuje preostale parametre svakom od slave-ova. Ove operacije master realizuje preko svojih 5 različitih NMT poruka (Start_Remote_Node, Stop_Remote_Node, Enter_Pre-Operational _State, Reset_Node i Reset_Communication), a sa druge strane slave podržava preko svoje mašine stanja (state machine) sa 4 predefinisana stanja: Initialisation, Pre_Operational, Operational i Prepared.

The post CANopen – Viši CAN protokol appeared first on Automatika.rs.

Emerson-ov Rosemount 975 optički detektori plamena su dizajnirani da rade u najtežim uslovima, moguće ih je povezati direktno na alarm ili na automatske sisteme za gašenje požara. Najadekvatniju primenu imaju u industriji za proizvodnju nafte i gasa, rafinerijama i hemijskoj industriji. Senzor ima integrisanu ultraljubičastu i infracrvenu tehnologiju a detektuje vatre na bazi ugljovodonika, goriva i gasa, hidroksilne i hidrogene (vodonične) požare. Radna temperatura se kreće od -55° do 85° C. Senzor Rosemount 975 ima mogućnost da detektuje požar na udaljenosti od 12 metara.

Novi HMI, dimenzija 15”, nudi elegantan dizajn u aluminijumskom kućištu, high-speed performanse i odlične mogućnosti povezivanja sa ekranom rezolucije 1024&768 piksela osetljivim na dodir.  HMI5150XL u sebi sadrži i mikroprocesor od 1GHz. VNC server omogućuje daljinsku komunikaciju sa HMI preko računara, smart telefona ili tableta. Programiranje se vrši preko softvera EZwarePlus.

Proizvođač CODESYS-a, 3S-Smart Software Solutions, sada nudi off-the-shelf SoftPLC sisteme za standardne platforme u CODESYS prodavnici. Novo u asortimanu je SoftPLC za BeagleBone Black. Ova popularna ploča je idealna za upotrebu u industrijskom okruženju, za razliku od drugih ugradnih platformama, kao što je Raspberry Pi koji takođe ima na raspolaganju CODESYS SoftPLC. SoftPLC podržava Ethernet sisteme zasnovane na FieldBus protokolima kao što su EtherCAT, Ethernet/IP, PROFINET i CANopen.

Kompanija Eaton je predstavila verziju 1.52 softvera Intelligent Power Manager, koji može da se integriše sa platformom VMware vRealize^® Operations. Sada centri podataka i rukovodioci operacija mogu da koriste softver Intelligent Power Manager i paket za upravljanje infrastrukturom kompanije Eaton za upravljanje integritetom, rizikom i  efikasnošću svojih energetskih uređaja i opreme na sličan način na koji koriste VMware vRealize Operations da bi upravljali svojim informatičkim uređajima u softverski definisanom centru podataka.

The post Emerson predstavio novi senzor plamena – Rosemount 975, Allen-Bradley CompactLogix 5380 kontroler povećava proizvodnju za 20% | Pregled vesti za 31-u nedelju u 2016.godini appeared first on Automatika.rs.

Razlog prelaska sa analogne na digitalnu komunikacionu tehnologiju

Industrijske magistrale u industrijskim mrežama

Najznačajniji FIELDBUS protokoli

Slika br.1 Poređenje FIELDBUS i OSI modela

Neka od ograničenja Modbus-a su posledica toga što je on nastao krajem sedamdesetih godina, pa postoji ograničenje broja tipova podataka na one koje su „razumeli“ PLC kontroleri tog vremena. Modbus isključivo tretira master-slave komunikaciju u kojoj jedan od uređaja (master) inicira komunikaciju slanjem upita (eng. query), na šta drugi uređaj (slave) odgovara dostavljajući tražene podatke master-u ili pak preduzimajući akciju koja je zahtevana u upitu.

Primena LAN mreža u industrijskom okruženju

Specijalne oblasti primene industrijskih komunikacionih magistrala

Zaključak

The post Savremeni trendovi u industrijskim komunikacijama appeared first on Automatika.rs.

Ethernet je odavno visoko pozicioniran u industrijskoj oblasti zbog velikih brzina kao i dostupne infrastrukture. Brzi Ethernet (Fast Ethernet), kod koga bitske brzine prelaze 100 Mb/s dodatno je olakšao ispunjenje uslova poput mogućnosti realnog vremena kao i predvidljivo ponašanje tokom vremena. Prva ETHERNET Powerlink verzija je razvijena već u novembru 2001. godine, od strane austrijske kompanije Bernecker & Rainer Industrie-Elektronik.

 U aprilu 2002. godine je objavljena specifikacija i postala je dostupna drugim kompanijama. A u novembru 2002. godine je osnovana EPSG grupa (ETHERNET Powerlink Standardization Group) koju su formirale kompanije B&R, Lenze, Hirschmann, KUKA i Institut za Embedded sisteme sa Univerziteta u Cirihu. Na kraju 2003. godine kompanija B&R je imala više od 7.000 izdatih uređaja. U novembru 2003. godine je usvojena ETHERNET Powerlink V2 specifikacija, koja sadrži najvažnije V1 poboljšanje, tj. aplikacioni sloj, standardni aplikativni interfejs zasnovan na CANopenmehanizmima.

Ethernet u realnom vremenu sa CANopen kompatibilnim aplikativnim interfejsom

 Kako bi se izbegle kolizije i širina propusnog opsega bila maksimalno iskorišćena, razmenom podataka između uređaja se upravlja vremenski. Uređaj u EPL (ETHERNET Powerlink) mreži preuzima ulogu „menadžera“ koji kontroliše komunikaciju, definiše vremenski ciklus za sinhronizaciju svih čvorova i dodeljuje pravo transmisije individualnim uređajima. Uređaji („kontroleri“) vrše prenos podataka samo u slučaju dozvole „menadžera“. Jedan EPL ciklus je podeljen na četiri dela (Slika 1).

Slika 1: EPL ciklus

 Start period: Ovde menadžer prenosi „start cikličnog frejma“ (Start of Cyclic Frame – SoC) kao prenosnu poruku svim kontrolerima. Nakon SoC perioda nastupa sinhronizacija svih uređaja u EPL mreži.

 Ciklični period: U ovom stanju se odvija ciklična vremenski usklađena razmena podataka. Prema ranijem (konfigurabilnom) planu menadžer prenosi zahtev za izbor frejma (Poll request Frame – PollReq), sekvencijalno kao unicast (jednosmernu) poruku svakom kontroleru. Adresirani kontroler odgovara odgovorom za izbor frejma (Poll Response Frame – PollRess) koji se prenosi kao multicast (dvosmerna) poruka. Na ovaj način, svi zainteresovani čvorovi mogu primiti podatke, pri čemu se među-saobradaj između stanica postiže slično kao kod CAN standarda.

 Asinhroni period: Vremenski period za razmenu asinhronih podataka za koje vreme nije presudan faktor. Kontroleru se odobrava pravo na prenos od strane menadžera pozivnim frejmom (Invite Frame), koji se prenosi kao unicast poruka, a zatim se, npr, prenosi IP frejm.

 Period mirovanja: Period bez iskorišćenja, dok se ne uspostavi novi EPL ciklus.

POWERLINK = CANopen preko Ethernet-а

Korišćenjem hub-a se može implementirati bilo koja topologija. Zbog činjenice da u jednom vremenskom trenutku samo jedan uređaj prenosi podatke i ne postoje kolizije (sudari), broj hub-ova nije ograničen na dva što je bio slučaj za Fast Ethernet. To je korisno ako EPL uređaji ved imaju integrisani hub sa dva porta, kojim bi se linijske strukture vrlo lako mogle implementirati. Korišćenje svičeva u EPL segmentu u opštem slučaju jeste nemoguće, ali se ne predlaže zbog toga što oni imaju veliko kašnjenje i džiter u odnosu na hub, pa se pogoršavaju performanse i sinhronizacija džitera EPL sistema.

Slika 2: Struktura jednog EPL sistema

Slika br.2 prikazuje strukturu jednog EPL sistema. U EPL sistemu se moraju nalaziti samo EPL uređaji, inače se kolizije ne mogu isključiti. Korišćenjem rutera zasnovanog na EPL sistemu, moguče je pristupiti EPL uređajima direktno iz spoljašnjeg sistema zasnovanog na Ethernet-u (npr. Intranet) sa IP protokolima. ETHERNET Powerlink V2 aplikativni interfejs je zasnovan na mehanizmima definisanim DS301 profilu CANopen komunikacije. Time je otvoren širok spektar raspoloživih i dostupnih uređaja i aplikacionih profila za ETHERNET Powerlink, pri čemu je omogućen kontinuitet komunikacionih servisa između CANopen i EPL sistema i olakšana je migracija sa CAN open na Ethernet Powerlink na softverskom nivou.

Slika 3: Referentni model

 POWERLINK koristi iste fajlove za opisivanje uređaja kao i CANopen, iste objektne rečnike i iste komunikacione mehanizme, poput PDO (Process Data Objects), SDO (Service Data Objects) i NMT (Network Management). Referentni model na slici 3 prikazuje komunikacione mehanizme i elemente poznate iz CANopen sistema, poput PDO, SDO, objektnog rečnika (object dictionary) i upravljanja mrežom. Takođe je ilustrovano da je SDO protokol takođe implementiran preko UDP/IP i stoga koristi standardne IP poruke. Ovim je omogućen direktan pristup objektnom rečniku EPL uređaja preko uređaja i aplikacija izvan EPL sistema preko EPL rutera.

Slika 4: CANopen preko Ethernet-а

 Zbog svojih karakteristika, ETHERNET Powerlink je pogodan za implementaciju aplikacija koje zahtevaju uslove u realnom vremenu. ETHERNET Powerlink je takođe pogodan i za implementaciju aplikacija kod kojih nema tako strogih uslova o realnom vremenu ali kod kojih postoje garancije za prenos većih količina podataka unutar definisanog vremenskog perioda i istovremeno se zahteva fleksibilnost ranije poznata iz CANopen protokola.

The post Ethernet Powerlink protokol appeared first on Automatika.rs.

 Modul 750-658 podržava CAN Layer 2, što ga čini izuzetno fleksibilnim na nivou polja. Modul može biti integrisan u CANopen, SAE-J1939 ili DeviceNet mrežu pomoću funkcijskih blokova CoDeSys-a.

 

 CAN I/O modul nudi korisnicima fleksibilnost pružajući mogućnost za rad u jednom od tri režima: sniffer režim, transparentni režim ili mapirani režim.

• Sniffer režim – modul vrši detaljnu analizu netaknute CAN magistrale kroz pasivno “njuškanje”.
• Transparentni režim – 750-658 postaje aktivan CAN korisnik, sa mogućnošću slanja i primanja CAN signala.
• Mapirani režim – modul je u stanju da generiše CAN signale direktno sa mape procesa, ili da selektivno kopira procesne vrednosti od primljenih telegrama u mapu ulaznih procesa.

 Sa GL mornaricom i UL508 sertifikatima, 750-658 može da se koristi za veliki broj potencijalnih aplikacija uključujući monitoring motora palube ili povezivanje na CANopen uređaje u vetroelektrani.

The post Novi proizvod Wago Corporation – CAN gateway I/O modul appeared first on Automatika.rs.