Промышленные контроллеры. Сравнительный анализ протоколов fieldbus применительно к промышленным приборам. Специализированные контроллеры TeleSAFE, объединяющие алгоритмы управления и сбор данных в системе телеметрии, страница 12

Система PROFIBUS определяя в качестве среды лишь экранированную витую пару с характеристическим импе-дансом 100...130 0м. Длина кабеля не превышает 1200 м. Длина линии и число связанных станций могут быть увеличе­ны путем установки повторителей (не более трех). Кабель шины должен окан­чиваться так, как это описано в стандар­те Е1А RS-485. Каждая станция, пред­назначенная для окончания линии, должна обеспечивать напряжение +5В на контакте б сетевого соединения и гок не менее 10 мА. Система FIP поддержи­вает как витую пару, так и оптоволокон­ные средства передачи. Максимальное расстояние между узлами может состав­лять 2 км при 256 станциях в cein. В CAN не определяются характеристики драйвера/приемника и среды, что позво­ляет оптимизировать в соответствии с применением среду передачи и реализа­цию уровня сигналов.

4.2.2. Метод передачи

В системе PROFIBUS каждый бит кодируется без возвращения к нулю и передается дифференциальным напряже­нием. Во время периода молчания неза­земленная дифференциальная линия переводится оконечным устройством в единицу. Она передает данные как символ-ориентированные. Сисгема FIP передает код и информацию таймера, кодируя их посредством Manchester II. Скорости передачи данных определены равными 31,25 Кбит/с, 1 и 2,5 Мбит/с. Арбитраж в FIP основан на назначении временного окна каждому узлу для периодических данных и назначении окна по запросу для апериодических (рис. 2); существует необходимость глобальной синхронизации тактового генератора. Аналогично в CAN осуще­ствляется передача двух взаимно допол­няющих логических значений: рецессив­ного и доминантного. При одновремен­ной передаче доминантного и рецессив­ного битов результирующий канал будет доминантным. Для аппаратной реализа­ции логического "И" используется логи­ческий "О". Бит кодируется без возвраще­ния к нулю. Время передачи каждого бита делится на не перекрывающие друг друга сегменты: синхронизацию, про­хождение, фазы / и 2 (рис. 3).

Сегмент синхронизации используется для синхронизации различных узлов

системы. Предполагается, что фронт импульса лежит внутри этого сегмента. Сегмент прохождения служит для ком­пенсации времени физической задерж­ки. Он равен удвоенной сумме времени прохождения сигнала по линии. Фазо­вые сегменты используются для компен­сации фазовой ошибки фронта импуль­са. Эти сегменты можно укоротить или удлинить. Уровень канала считывает­ся в конце фазы 1. Все контроллеры CAN синхронизируют на старте кадра. Таким образом, необходим типичный допуск на генератор, составляющий 1,58 % при скорости передачи информа­ции по каналу, равной 125 Кбит/с. По­скольку системы FIP и CAN работают при глобальной синхронизации такто­вых генераторов, им в отличие от PROFIBUS требуются жесткие допуски на частоту тактовых генераторов.

4.3. Канал передачи данных

4.3.1. Управление доступом к среде(МАС)

В системе PROFIBUS доступ на среднем уровне осуществляется на осно­ве гибридного подхода, т.е. децентрали­зованного метода, основанного на пере­даче маркера, и централизованного метода, использующего принцип "веду­щие-ведомые" (master-slave principle). MAC реализуется любой активной станцией (ведущим устройством), тогда как ведомая станция только выполня­ет передачу по запросу. Эстафета пере­дается от одного ведущего устройства


к другому по логическому кольцу. Ес­ли в последнее входят одно ведущее и несколько ведомых устройств, то мы имеем в чистом виде систему master-slave. Для обеспечения опти­мального для приложений  времени отклика системы предусмотрен таймер (таймер заданного времени обращения). При получении маркера каждая станция может послать одно сообщение высоко­го уровня. Другие сообщения могут передаваться лишь тогда, когда реаль­ное время сообщения по сети меньше, чем заданноетаймером. Путем настрой­ки этого таймера каждой станции по запросу выделяется пропорциональная доля среды связи.