U savremenim vozilima, broj mikrokontrolera, senzora i aktuatora rapidno raste, neprekidno povećavajući protok informacija po mreži. Sve je veći i broj bezbedonosnih sistema u vozilu, čije informacije ni u kom slučaju ne smeju osetiti posledice preopterećenja mreže. Takođe, jedan od najkritičnijih segmenata u budućnosti će biti tzv. xbw (x – by – wire) sistemi. To su sistemi koji će u budućnosti samostalno kontrolisati vozilo i njegovu dinamiku, jer se očekuje hidraulično i pneumatsko rasprezanje komande vozača i točkova (danas dostupna prva generacija xbw sistema još uvek poseduje pneumatski i/ili hidraulični backup). Svi pomenuti sistemi zahtevaju veći determinizam u ponašanju CAN komunikacione mreže. TTCAN protokol predstavlja jedno od najboljih do sada prezentovanih i standardizovanih rešenja koje je usmereno ka ispunjenu pomenutih zahteva.

 TTCAN (time – triggered communication on CAN) je viši CAN protokol koji obezbeđuje sinhronizaciju svih čvorova na mreži, kao i planiranje i realizaciju vremenski determinisanog rasporeda prenosa poruka (time triggered – TT). Pored toga, TTCAN podržava i slanje ET poruka. Tako u vozilima tipično imamo TT poruke od sistema za kočenje i ET poruke od sistema za regulaciju temperature. Uvođenje TT poruka je omogućilo implementaciju zatvorenih upravljačkih petlji na sisteme sa CAN baziranim mrežama. Pored automobilske industrije, TTCAN nalazi primenu i u domenu industrijske automatizacije i medicinske opreme, naravno, u daleko manjem obimu.

Osnove TT funkcionalnosti

 TT funkcionalnost komunikacionog sistema podrazumeva da se sve aktivnosti nekog čvora koje predstavljaju njegov interface prema mreži (slanje i prijem poruka, i sl.) odvijaju po predefinisanom vremenskom rasporedu i sinhronizovano sa zajedničkim (globalnim) vremenom. To se najbolje da ilustrovati slikom br.‚1. Sa slike se vidi da se poruka a šalje kada apstraktni časovnik dostigne 3 i 6, dok se, recimo, poruka c šalje kada se postigne vremenski trenutak označen sa 5.

Slika br.1 TT funkcionalnost komunikacionog sistema

Pojam referentne poruke (reference message) i osnovnog ciklusa (basic cycle)

 TTCAN je baziran na vremenskoj aktivaciji i periodičnoj komunikaciji koja je taktozvana preko tzv. referentne poruke koju šalje vremenski master. Vremenski master je čvor na mreži koji ne mora biti ni po čemu drugačiji od drugih, već kao dodatak ima implementiranu rutinu za kreiranje i slanje pomenute poruke. Referentna poruka se prepoznaje po specijalno rezervisanom identifikatoru. Sadržaj polja podataka te poruke je različit u zavisnosti od toga da li se radi o osnovnoj verziji TTCAN protokola (TTCAN –level 1) ili o novijoj proširenoj veziji (TTCAN – level 2). U osnovnoj verziji samo prvi bajt polja podataka sadrži izvesne kontrolne bitove, dok se preostalih 7 bajtova mogu koristiti za prenos aplikacijski orijentisanih podataka vremenskog master-a kao čvora. U proširenoj verziji TTCAN protokola kontrolni bitovi u polju za podatke zauzimaju donja 4 bajta, jer sada sadrže i informaciju o trenutnoj vrednosti globalnog vremena vremenskog master-a. Opet su gornja 4 bajta polja za podatke raspoloživa za prenos korisnih podataka.

 Vremenski period između dve uzastopne referentne poruke se naziva osnovni cilkus (jedan osnovni cilkus je prikazan na slici br.2). On se sastoji od nekoliko vremenskih prozora različitog trajanja i predstavlja omogućeni vremenski interval za jedan ciklus komunikacija na mreži. Sve poruke koje se prenose imaju strukturu poruke podataka standardnog CAN protokola. Po svojoj nameni vremenski prozori se dele u tri grupe: isključive, arbitracione i slobodne vremenske prozore. Početni trenutak isključivog vremenskog prozora predstavlja trenutak za start poruke konkretno određenog čvora. Arbitracioni vremenski prozor je vremenski interval u kom svi čvorovi mogu slati svoje ET poruke, uz ponovno uspostavljanje arbitracionog mehanizma na komunikacionoj liniji. U tom intervalu se može poslati proizvoljan broj poruka, ali tako da se vremenski interval arbitracionog prozora ne prekorači. Slobodni vremenski prozori su namenjeni za buduća proširenja mreže. Naime, kada se instalira novi čvor na mrežu, ovaj prozor se može preimenovati u bilo isključivi, namenjen tom čvoru, bilo u arbitracioni, čime se proširuje propusni opseg komunikacione linije.

Slika br.2: Isključivi i arbitracioni vremenski prozori

 Potrebno je posebno istaći jednu činjenicu koja se često pogrešno interpretira: u vremenskom intervalu trajanja isključivog prozora ni na koji način nije suspendovano dejstvo nedestruktivne arbitraže na komunikacionoj liniji. Naime, najčešće se jedan isključivi vremenski prozor od strane dizajnera mreže dodeljuje jednom čvoru. Međutim, moguće je da se isti isključivi vremenski interval dodeli za dva ili više čvorova. U takvom slučaju, arbitracioni mehanizam određuje koja poruka je višeg prioriteta, i samo će ona da se prenese. Kako će se ista situacija ponavljati u svakom od osnovnih ciklusa, ovakvo dizajnersko rešenje nema previše smisla i retko se sreće u praksi.

 Interesantno je napomenuti da automatska retransmisija poruke nije omogućena ni u insključivom ni u arbitracionom vremenskom prozoru. Delimično ublaženje ove dve restriktivne osobine TTCAN protokola predstavlja činjenica da je u okviru jednog osnovnog ciklusa moguće različite isključive intervale dodeliti istom čvoru.

 Mada se na prvi pogled čini da mrežni kontroler u svakom čvoru mora pamtiti mnoštvo informacija o rasporedu komunikacije na mreži, to nije slučaj. Naime, kontroler mora samo da zna kada on sam šalje i prihvata TT poruke, kao i kada započinje, i koliko traje arbitracioni vremenski prozor za slanje simultanih poruka. Čak šta više, poredeći sa konkurentskim TT sistemima, znanje koje TTCAN čvor mora posedovati o rasporedu komunikacije na mreži je minimalno. Tabela sa rasporedom informacija mora biti konfigurisana u svakom čvoru pre startovanja celog sistema.

Sistemske matrice

 Praksa je pokazala da konkretne primene zahtevaju mnoštvo različitih upravljačkih petlji zadatog različitog perioda trajanja. Svi oni zahtevaju informacije po različitoj vremenskoj šemi, što se svakako ne može postići uz pomoć jednog TTCAN osnovnog cilkusa. Zbog toga se osnovni ciklusi povezuju tako da formiraju tzv. sistemsku matricu. Ovakve vemenske šeme sada pružaju daleko veću fleksibilnost u definisanju aktivnosti pojedinačnih čvorova. Na primer, neki čvor može slati svoju poruku unutar svakog osnovnog cilkusa, unutar svakog drugog ili recimo, samo jednom u toku cele sistemske matrice. Primer sistemske matrice od 4 osnovna cilkusa je dat na slici br.3.

Slika br.3: Primer TTCAN matrice sistema

 Izvršavanje osnovnog ciklusa na mreži je u svakom čvoru kontrolisano preko tkz. ciklusnog vremena (cycle time). Ciklusno vreme garantuje TT rad ovog protokola. Brojač koji meri ovo vreme se restartuje nakon svakog završetka osnovnog ciklusa. Rezolucija sa kojom se može iskazati ciklusno vreme je tzv. mrežna vremenska jedinica (network time unit – NTU). U osnovnoj verziji TTCAN protokola, NTU je jednak nominalnom vremenskom intervalu trajanja jednog bita i fiksnog je trajanja. U proširenoj verziji TTCAN potokola, NTU se dobija deljenjem vremenskog intervala trajanja sistemskog takta definisanog učestanošću oscilatornog kola konkertnog čvora sa odgovarajućim koeficijentom (time unit ratio – TUR). U tom slučaju se NTU izražava u sekundama. Koeficijent TUR nije fiksan već se neprekidno koriguje u toku rada, a sve u cilju postizanja što bolje usklađenosti između globalnog i ciklusnog vremena. Mehanizam za korekciju vrednosti TUR je relativno složen i njegovo izlaganje bi prevazišlo okvire ovog kratkog pregleda TTCAN protokola. Dovoljno je samo reći da se u tom procesu koristi informacija o vrednosti globalnog vremena koja je u proširenom TTCAN protokolu dostupna kroz polje podataka referentne poruke. Opisani postupak izračunavanja mrežne vremenske jedinice i ciklusnog vremena za slučaj proširenog TTCAN protokola je prikazan na slici br.4.

Slika br.4 Generisanje NTU

The post TTCAN – Viši CAN protokol 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.

 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.

Apsolutni rotacioni enkoderi, kompanije Posital, iz serije Optocode sada su dostupni sa DeviceNet i EtherNet/IP interfejsima. Na ovaj način obezbeđeno je da se ovi uređaji mogu lako integrisati u upravljačke sisteme bazirane na Rockwell Automation/Allen-Bradley i Schneider PLC-ovima, pružajući isplativa rešenja u različitim poljima kao što su robotske ćelije, mašine za pakovanje i rukovanje prtljagom. 

The post Apsolutni enkoderi sa DeviceNet i EtherNet/IP interfejsima kompanije Posital appeared first on Automatika.rs.