Przemysłowe Sieci Informatyczne (PSI) Systemy Czasu Rzeczywistego (SCR)

Transkrypt

1 Przemysłowe Sieci Informatyczne (PSI) Systemy Czasu Rzeczywistego (SCR) Sie PROFIBUS Politechnika Gdaska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Kierunek: Automatyka i Robotyka Studia stacjonarne I stopnia: rok II, semestr IV Opracowanie: dr in. Tomasz Rutkowski Katedra Inynierii Systemów Sterowania 1

2 Sieci przemysłowe - - przypomnienie cechy charakterystyczne! "#$ %&'( ) *#$ +,,-!#$.'#$ '(+/.(%/ 2

3 Przypomnienie Układ sterowania cyfrowego - SISO (c) (a) SCR np. komputer przemysłowy 3

4 Przypomnienie struktura scentralizowana ródło: 4

5 Przypomnienie Układ rozproszonego sterowania cyfrowego - SISO (a) (c) SCR np. komputer przemysłowy 5

6 Przypomnienie Układ rozproszonego sterowania cyfrowego - SISO (a) (c) SCR np. komputer przemysłowy 6

7 Przypomnienie Układ rozproszonego sterowania cyfrowego - SISO 7

8 Przypomnienie struktura rozproszona ródło: 8

9 Sie PROFIBUS - Wprowadzenie - 9

10 PROFIBUS co to jest? 0+&&% &, '(', ) ) ''&)1$ +2 )&/,, )', &, ' '$ &/ ' )'&) / +,./(+&,- 10

11 PROFIBUS co to jest? ' +,$ '/ "&'#),), %)!/+, ($ 34,&#$&#$ ')"),, 56 + '. " %& '# )"&)&, +)1'7 7 '82 11

12 Sie PROFIBUS - historia!9:;<)/(& =+> / ' &&,'!! & "& + &?@A?B " # $!99C +?@AD % & +% ( ( +?@AD&/) &)D7ED7ED7E 12

13 Sie PROFIBUS pozycja na rynku 30 Mio. PROFIBUS Nodes 25 Mio. In 2008: 5 Mio Nodes! 28.3 Mio. 20 Mio. In 2007: 4.5 Mio Nodes! 18.8 Mio Mio. 15 Mio. 10 Mio. 5 Mio Time ródło: 13

14 Sie PROFIBUS - a standardy midzynarodowe < D< 9 FG 19999C2 ="(?'@> < H< F; 199I2 ="(?'@> <HIF:19992=D'D "B'J?'(" A''> <HI;:G7 ="'" DB"'8?'(A''K 14

15 Sie PROFIBUS - wersje sieci i protokoły?@a?b1" # $ +?B&&&& & ') 5 J +?@AD3 A,/+%' '&3 $ 15

16 Sie PROFIBUS - wersje sieci i protokoły + D&( +)/&, #', &, '83 L&)'7G:F3 D7ED7E'&, ', ', / )/&'83 D7E ' &/ '877'8 1( 72 ( ) 1)&&'%(,%23 D&/&/ 3&",,3 16

17 ' Sie PROFIBUS - wersje sieci i protokoły B%'#$ #) %) ()&,&& #1'#"23 +/#$ &CF(1'&%?@A D23 M'(+/ / ', 1(( '#2 L)'&4 7G:F71)'7G:F "()2)) '(B@713B)@2 '$3 D 17

18 Sie PROFIBUS - profile "''&% "&/ +##) /,- "' "&, ) /, '%, "' 18

19 Warstwowy model Sieci PROFIBUS 19

20 Sie PROFIBUS - a Model referencyjny ISO/OSI! " # $ %&'! " # $ %&' / 0'!1 2 #3,,/,- ##,',- ' # /,-! # '02, 0' 4 '# ' 2+#, ##,',- # '', 1 #2, ' 2 5 ( ' ) *+#,- '!. #,# ( ' ) *+#,- '!. #,# ##,' 0'1 '5 6 0' ## -# 7 61 / 1 # + 60'1 '58 ## / -#, #,2,#,- 60'

21 Sie PROFIBUS - a Model referencyjny ISO/OSI! " # $ % &' ( ' ) *+#,- '!. #,#! " # $ % &' ( ' ) *+#,- '!. #,# Definicja sieci PROFIBUS obejmuje warstwy: -fizyczn, - liniow, - aplikacyjn. Zatem trzy warstwy z siedmiowarstwowego modelu ISO

22 Sie PROFIBUS - a Model referencyjny ISO/OSI!" ' (#$ &)!' #') & ) &''& +,, &&&, ($ +% 22

23 Sie PROFIBUS - a Model referencyjny ISO/OSI!'&&&' A% 1 2, $ +&,4 +'& '(+'&& 23

24 Sie PROFIBUS - a Model referencyjny ISO/OSI ( (!! " # $ % &'!! " # $ % &' ( ' ( ' ( ( ) *+#,- 9! '!. #,# :;! ) *+#,- 9! '!. #,# :;!

25 Sie PROFIBUS - a Model referencyjny ISO/OSI A+'&4, '( ( ( A+'&&4 /&, (") /+)12 %'&, (+,# )- ('/+) 25

26 Warstwowa struktura Sieci PROFIBUS DP 26

27 !! " #!! " # Warstwowa struktura - Sieci PROFIBUS DP B'?@AD"&&/ 1+,2+'&?&+,, (+, </ &"&'&&&+ $ Program uytkownika % &' ( '#' 2+# 9! ) *+#,- 9! '!. #,# :;! $ Program uytkownika % &' ( '#' 2+# 9! ) *+#,- 9! '!. #,# :;!

28 Media transmisji w sieci PROFIBUS 28

29 Media transmisji - w sieci PROFIBUS H 1 /24 &G:F1 '&2 &/#&- & %/#$ & M('#+4 + ' %'&/ (%'+#1C2 )&/ + ' 1%' &G:F&& '&2 29

30 Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS 30

31 Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - technologia transmisji RS-485 "&"&/ "&7G:F,, &'(' 1-()2 B'+#$ '%(#& &#(' B''(/+, ($ +, '%'&"& )'7G:F13C '( I/+ 2 31

32 Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - technologia transmisji RS-485 * * dla standardu PROFIBUS DP 32

33 Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - technologia transmisji RS-485 Parametry elektryczne interfejsu RS

34 Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - technologia transmisji RS-485 Sygnały na złczu PROFIBUS Bity danych przekazywane w sieci kodowane s napiciem rónicowym pomidzy liniami RxD/TxD-P a RxD/TxD-N. Dodatnie napicie midzy nimi oznacza 1, a ujemne 0. Stan spoczynkowy linii zapewniaj terminatory i jest to 1. 34

35 Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - technologia transmisji RS-485 Okablowanie i terminator interfejsu RS

36 Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - technologia transmisji przez wiatłowód 36

37 Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - technologia transmisji RS-485 $ %($ '+,,& &,'J /'/+% &$ / /&% J ) ''(/&'( +,) 37

38 Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - podstawowe struktury sieci Topologia magistrali 38

39 Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - podstawowe struktury sieci Topologia drzewa 39

40 Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - podstawowe struktury sieci Topologia gwiazdy 40

41 Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS <'%('&" 1NO2&/, ', 1?D52, )&4 &)*+%',' - J %,( / ', "& &)*+%',' J "& /", '&(( 41

42 Warstwa liniowa sieci PROFIBUS 42

43 Warstwa liniowa sieci PROFIBUS wprowadzenie!/+'/ 4 / J, $ +&& / J, $ /+ /)!%&)'$ && /+ /) 1% 2&'/ /+/ M%/+ %$. 43

44 Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla! /+, " P I 6 ;&&+!/+/&, ( '&#,,) L'/+ &%%$ /+&% 44

45 Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla <&%&4, $/, 0 &/++)', 13-2 /+,&&13 ('(2, 1(2 0'/ /+, $ ($, $%3 0 +/// - &1L D QL RA 2 7, $4 0' &&((& 45

46 Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla piercie obiegu znacznika '&4 4 L1, $2J + "& 1& $J <15 6 $ J / ' $ J '/+ /) 46

47 Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla wykonanie transakcji M%&/ & +/+ & ( - &S 5(- &"&!/+ %$ &, &/, :, ,,3,,) ;,,3 0, 33 < 8 = 47

48 Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla rodzaje transakcji M%/+ /& ' +&,/+// & ' "% 5/+ L&, & L&, $ '( 48

49 Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla dodawanie i usuwanie wzłów /+ ' +%/+ / - '& (/ & T1"'2( 49

50 Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla inicjalizacja piercienia obiegu znacznika L('& ) $ &(&'&'( ( M%/+/(& L L 1% '%/+J,/+2/+ &/ &'&/ #( L L U1IVWL2WL 5 50

51 Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla planowanie obcienia sieci B', +#$ '(% $ /&,4 L L UW1L L VL B) 2 VWL B VWL B >99 > >?,,< >, #< > 51

52 Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół komunikacyjny!'& (% %)/+ # M%("), 52

53 Wzeł nadrzdny Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół komunikacyjny Wzeł podrzdny program B program A partner programu A program D Port 1 Port 2 wy we wy we Port 1 Port 2 wy we wy we Etap 2 Etap 1 53

54 Znak komunikatu Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół komunikacyjny 54

55 Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla inicjalizacja piercienia obiegu znacznika + & /$ & )4 3 DJ '? ) 3 D J ')& +#&)5H5H C3 DCJ ')+#: (& G3 DG J, //+# ( F3 DFJ & 55

56 Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół komunikacyjny Struktura komunikatów sieciowych Polecenie Stała długodanych Zmienna długodanych Potwierdzenie Znacznik. < < = ( < >= < = ) 9= 9= ) < >= < = $ % SD ogranicznik pocztkowy; ED ogranicznik kocowy; FCS suma kontrolna DA adres wzła odbiorcy; SA adres wzła nadawcy; FC znak sterujcy Łczna długo komunikatu nie moe przekroczy 255 znaków 56

57 Ramka protokołu komunikacyjnego Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół komunikacyjny Komunikat akcji (SRD - request) SLAVE DP ;> ) 9= 9= ) < >= < = > 20' >=?;@A<? = Komunikat odpowiedzi (SRD - response) MASTER DP = < >= < ) 9= 9= ) >=? =@A<? = > 20' SYN czas synchronizacji 57

58 Usługi Warstwy Liniowej sieci PROFIBUS 58

59 Usługi warstwy liniowej sieci PROFIBUS Warstwa liniowa realizuje cztery podstawowe usługi: 1. Wysyłanie danych z potwierdzeniem SDA (ang. Send Data with Acknowledge) 2. Wysyłanie danych bez potwierdzenia SDN (ang. Send Data with No acknowledge) 3. Wysyłanie danych i odebranie odpowiedzi SRD (ang. Send and Request Data with reply) 4. Cykliczne wysyłanie danych i odbieranie odpowiedzi CSRD (ang. Cyclic Send and Request Data with reply) 59

60 Uszczegółowienie specyfikacji dla Sieci PROFIBUS DP 60

61 Warstwowa struktura - Sieci PROFIBUS DP!)?@AD%/ &/+ 4 Wzeł nadrzdny DP II rodzaju!! Program uytkownika " # $ % &' ( '#' 2+# 9! ) *+#,- 9! '!. #,# :;! Wzeł nadrzdny DP I rodzaju!! Program uytkownika " # $ #7 %&' 3,' B! ( '#' 2+# 9! ) *+#,- 9! '!. #,# :;! Wzeł podrzdny DP!! Program uytkownika " # $ #7 %&' 3,' B! ( '#' 2+# 9! ) *+#,- 9! '!. #,# :;!

62 Warstwowa struktura - Sieci PROFIBUS DP?@AD%$'/+ /)&&'/+ / &1&,&'(& "&72 D"&+,%/' /+&!"&+%,&/+ /), ($ +'/+ /& /+ /&%+,$ <%'&&//+/ /%/S'/& /+)/)(&&+('& 62

63 Warstwowa struktura - Sieci PROFIBUS DP Program uytkownika Dane wejciowe Dane wyjciowe Dane diagnostyczne Parametry sieci Parametry Wzłów biernych Funkcje Sprzg uytkownika Funkcje odwzorowania łcza Warstwa łcza danych (liniowa) Warstwa fizyczna 63

64 Warstwowa struktura - Sieci PROFIBUS DP (#' /+ /&)'&,+!#(#&&, ) '(/ /+ /)D1D2&,) '(' M%/+ /D%($ ' &//+ D (&((' )//+//+ / 64

65 Warstwowa struktura - Sieci PROFIBUS DP ródło: 65

66 BIBLIOGRAFIA 66

67 Dzikuj za uwag!!! 67