Rozproszone przewodowe systemy pomiarowe

Rozproszone przewodowe
systemy pomiarowe
7.1.
System interfejsu CAN
7.1.1.
Dane ogólne interfejsu C A N
Interfejs szeregowy CAN (ang. Controller Area Network) opracowano w firmach
Bosch i Intel na zamówienie i potrzeby przemysłu motoryzacyjnego. Interfejs CAN
umożliwia podłączenie wielu czujników, układów sterujących (zwykle mikroprocesorowych) i układów wykonawczych do jednej magistrali szeregowej
i wymianę danych między nimi przez tę magistralę [4]. Obecnie wykorzystuje się
dwie wersje interfejsu: standardową CAN 2.0A (ang. standard CAN) i rozszerzoną
CAN 2.OB (ang. extended CAN). Elementy i układy dołączane do magistrali
nazywa się modułami CAN lub węzłami. Organizacja przepływu danych w interfejsie CAN przez jego magistralę zastępuje stosowany wcześniej sposób wymiany
danych w urządzeniach polegający na wielu połączeniach bezpośrednich między
komunikującymi się układami lub czujnikami. Połączenia bezpośrednie w celu
wymiany danych są nazywane połączeniami dedykowanymi - rys. 7.1.
Podstawowym przeznaczeniem CAN jest łączenie wymienionych podzespołów
w samochodzie, ale CAN może być stosowany do pomiarów i sterowania innych
obiektów. Interfejs CAN stosuje się np. w prostych systemach automatyki lub
w budownictwie (sterowanie windami).
ROZPROSZONE PRZEWODOWI: SYSTEMY POMIAROWE
Ze względu na specyficzne, trudne warunki pracy interfejsu CAN w samochodzie sformułowano następujące trzy wymagania dla jego parametrów:
1) duża szybkość transmisji danych, umożliwiająca szybkie działanie takich
układów jak poduszki powietrzne lub system antypoślizgowy ABS (ang. Antiblocking System);
2) duża odporność na zakłócenia emitowane
.
w obiekcie przez urządzenia
elektromechaniczne (np. rozrusznik) lub elektroniczne (np. zapłon);
3) elastyczność systemu co do liczby podłączanych modułów.
7.1.2. Magistrala i sygnały CAN
Projektanci CAN spełnili stawiane wymagania zapewniając następujące wartości
maksymalnej szybkości transmisji danych w funkcji długości magistrali:
•
•
•
•
•
1 Mb/s dla linii transmisyjnej (magistrali) o długości do 40 m;
500 kb/s dla linii transmisyjnej o długości do 300 m;
100 kb/s dla linii transmisyjnej o długości do 600 m;
50 kb/s dla linii transmisyjnej o długości do 1000 m;
5 kb/s dla linii transmisyjnej o długości do 10 km.
W systemach CAN z linią transmisyjna dłuższą niż 1000 m w modułach CAN
stosuje się nadajniki i odbiorniki linii. W konkretnym systemie CAN jest ustalona
jedna wartość szybkości transmisji, np. 200 kb/s. Na dopuszczalną szybkość
transmisji ma także wpływ rodzaj kabla. W systemie CAN okablowanym skrętką
telefoniczna ekranową (linia symetryczna) uzyskano szybkość transmisji 1,14 Mb/s
dla linii transmisyjnej o długości 50 m [11].
Sygnały w systemie CAN są przesyłane zwykle symetryczną linią transmisyjną, złożoną z dwóch skręconych przewodów, chociaż CAN nie specyfikuje
ani nośnika informacji (sygnał elektryczny, optyczny lub radiowy), ani rodzaju
kabla (linia elektryczna symetryczna, linia elektryczna niesymetryczna, światłowód). Dzięki symetrycznemu obwodowi transmisji zapewniono dobrą odporność linii transmisyjnej na zakłócenia. W celu uniknięcia odbicia sygnału
na obu końcach linii transmisyjnej włącza się impedancję o wartości 125 0
(dla transmisji wolniejszej od 100 kb/s wartość impedancji musi się mieścić
w przedziale 1 5 0 - 3 0 0 Q). Linia transmisyjna (magistrala) CAN jest utworzona
przez dwa przewody, do których są dołączane wyprowadzenia CAN-H (high)
i CAN-L (Iow) każdego modułu - rys. 7.2.
W systemie interfejsu CAN wszystkie moduły mogą pełnić funkcje zarówno
nadajników jak i odbiorników. Moduły CAN nie mają adresów i dlatego komunikaty
dostępne na magistrali muszą być odbierane przez wszystkie moduły. Liczba
modułów w systemie nie jest ograniczona przez liczbę adresów. Dodanie lub
usunięcie modułu nie komplikuje działania systemu. Ze względu na sposób arbitrażu
dotyczącego prawa modułów do nadawania w systemie CAN sygnały logiczne na
magistrali są opisane poziomami: recesywnym (ang. recessive\ który odpowiada
logicznej 1 i dominującym (ang. dominant), który odpowiada logicznemu 0 Ten
Rys. 7.2. System pomiarowo-kontrolny z interfejsem CAN
nieprecyzyjny opis odpowiedniości sygnałów wynika z potrzeby uwzględnienia
w interfejsie CAN sytuacji, kiedy zwierane są wyjścia dwóch lub większej liczby
modułów o różnych stanach logicznych.
W przypadku niezgodności stanów logicznych zwartych wyjść modułów (np.
na wyjściu modułu 1 stan recesywny, a na wyjściu modułu 2 stan dominujący) linia
transmisyjna CAN przyjmuje stan dominujący (odpowiednik 0). Dla układów TTL
lub CMOS zwarcie wyjścia kilku układów cyfrowych i nieokreślony stan logiczny
takiego zwartego wyjścia są niedopuszczalne.
Poziomy napięcia na przewodach magistrali CAN dla dwóch stanów logicznych
wynoszą:
•
•
stan recesywny UcAN-H = 2,5 V i UCAN-L = 2,5 V; dopuszczalna różnica
potencjałów C/CAN.H - £/CAN-L = 0 -R- 0,5 V, stan recesywny odpowiada logicznej 1;
stan dominujący UCAN-H = 3,5 V i UCAN-L = 1*5 V; dopuszczalna różnica
potencjałów UCAN.H - UCAN.L = 0,9 -r- 2,0 V, stan ten odpowiada logicznemu 0.
7.1.3. Komunikaty w interfejsie CAN
Wymiana danych w systemie interfejsu CAN odbywa się przez wysyłanie
i odbieranie komunikatów zawierających dane lub instrukcje. Komunikat nadawany
przez jeden moduł CAN jest odbierany przez wszystkie moduły systemu. Prawo
do nadawania komunikatów ma każdy moduł. Rozpoczęcie nadawania komunikatu
jest możliwe w przypadku, kiedy linia nie jest zajęta (stan bezczynności - ang.
idle). Istnieją cztery grupy komunikatów CAN:
•
•
•
ramka danych (ang. data frame), zawierająca dane;
ramka zdalna (ang. remote frame), zawierająca rozkaz wysłania danych.
Rozkaz taki jest kierowany przez moduł X do modułu Y i oznacza żądanie
wysłania danych od Y do X. Identyfikator modułu Y jest zawarty w polu
arbitrażu ramki zdalnej. Ramka zdalna, w odróżnieniu od ramki danych, nie
zawiera pola danych.
ramka błędu (ang. error frame). Ramkę błędu wysyła kontroler CAN po
wykryciu błędu na magistrali. Ramka błędu składa się tylko z 2 pól: znacznika
błędu (tworzy go sześć bitów dominujących) i ogranicznika błędu (osiem bitów
recesywnych).
IU)ZI'ROS/()Nli PR/HWODOWIi SYSTHMY 1'OMIAKOWH
.
ramka przepełnienia (ang. overload frame), która służy do wprowadzeni,
opóźnienia między ramkami zdalnymi lub ramkami danych. Ramka przepełnienia ma identyczną zawartość jak ramką błędu: pole znacznika i pole
ogranicznika. Moduł CAN wysyła ramkę przepełnienia w jednym z 3 przypadków odbiornik nie nadąża z odbiorem informacji i wysłanie ramki wymusza
opóźnienie w odbieraniu komunikatów; kontroler CAN odbiera bit dominujący
w chwili rozpoczęcia obsługi przerwania; kontroler CAN odbiera bit dominujący
znajdujący się na polu ogranicznika błędu lub ogranicznika przepełnienia.
Komunikat interfejsowy tworzy ramkę transmisyjną składającą się z na-
stępujących części - rys. 7.3:
•
•
•
•
•
•
•
•
pojedynczego bitu startu ramki SOF (ang. start offrame),
pola arbitrażu, które zawiera wielobitowy identyfikator (11 lub 29 bitów) oraz
jeden bit RTR,
pola sterującego - 6 bitów,
pola danych zgrupowanych w bajty (razem od 0 do 8 bajtów),
pola kontroli nadmiarowej CRC (patrz podrozdz. 6.2.2) - 16 bitów,
pola potwierdzenia ACK - 2 bity,
pola końca ramki EOF (ang. end of frame) - 7 bitów,
pola odstępu ramki - 3 bity.
RAMKA DANYCH ( 4 7 + 8><N BITÓW)
Rys. 7.3. Format komunikatu typu „ramka danych" w interfejsie wersji standardowej CAN 2.0A
(D - „dominujący" stan magistrali, R - „recesywny" stan magistrali, X - stan magistrali D lub R)
Następujący po bicie startu identyfikator liczy 11 bitów w wersji CAN 2.0A
i 29 bitów w wersji CAN2.0B. Identyfikator określa typ przekazywanego
komunikatu. Moduły odczytują cały komunikat, ale do dalszego przetwarzania
każdy z nich akceptuje tylko niektóre typy komunikatów, przeznaczone dla danego
modułu. Korzysta się przy tym z ustalonej programowo filtracji odbieranych
danych cyfrowych w modułach. W wersji CAN 2.0A można określić 211 = 2048
typów komunikatów, ale korzysta się tylko z 2032 typów. Pozostałe 32 kombinacje
słowa 11-bitowego są wykorzystywane do celów specjalnych. Pole arbitrażu dla
wersji CAN 2.0B liczy 32 bity, w tym 29-bitowy identyfikator, co umożliwia
rozróżnienie 229 ^ 5x 108 typów komunikatów. Ostatnim bitem w polu arbitrażu
jest bit RTR zdalnego żądania wysłania danych (ang. remote transmission reąuest).
Stan logiczny tego bitu określa typ komunikatu: stan dominujący bitu RTR
występuje dla ramki danych, natomiast stan recesywny dla ramki zdalnej.
Pole sterujące komunikatu składa się z bitu IDE, bitu RBO zarezerwowanego
do nieokreślonego jeszcze w CAN celu sterowania oraz 4 bitów DLC (ang. data
length code) z zapisaną liczbą bajtów tworzących pole danych. Stan dominujący
bitu IDE informuje o wersji standardowej komunikatu (z identyfikatorem 11-bitowym) a stan recesywny o wersji rozszerzonej (z identyfikatorem 29-bitowym).
Następnie nadawane są bity z pola danych. Pole danych komunikatu CAD
zawiera od 0 do 8 bajtów danych.
Po sekwencji danych nadawane są bity wielomianu korekcyjnego CRC (15
bitów + bit końcowy CRC). W polu potwierdzenia nadawane są dwa bity
potwierdzenia: pierwszy to bit ACK (potwierdzenie, ang. ACKnowledgment)
o stanie recesywnym a drugi to bit KONIEC ACK. Bit ACK jest utrzymany
w stanie recesywnym na magistrali, jeżeli żaden z węzłów nie wykrył błędu
transmisji. Wykrycie błędu transmisji wprowadza magistralę w stan dominujący.
Ostatnią część komunikatu stanowi 7 bitów (o stanie recesywnym) sekwencji
końcowej EOF (ang. end of frame). Następny komunikat może być nadany po
nadaniu 3 bitów odstępu. Z bilansu liczby bitów wynika, że komunikat w standardzie
CAN 2.0A liczy od 47 do 111 bitów (z krokiem przyrostu długości równym
8 bitów), w wersji CAN 2.0B od 67 do 131 bitów.
Nadawanie komunikatu przez moduł CAN jest poprzedzone sprawdzeniem
zajętości magistrali. W przypadku, kiedy magistrala jest zajęta moduł odwleka
rozpoczęcie nadawania do chwili zwolnienia magistrali. Zbocze impulsu bitu
START każdego komunikatu jest sygnałem synchronizacji dla wszystkich modułów
w systemie. Wszystkie moduły CAN mają równe prawa rozpoczęcia nadawania
komunikatu. Kolizja na magistrali, czyli rozpoczęcie nadawania komunikatu przez
więcej niż jeden moduł, jest eliminowana dzięki zastosowaniu metody wielodostępu
z wykrywaniem kolizji CSMA/CD (ang. Carrier Sense Multiple Access/Collision
KOZPKOSZONH PRZEWODOWI; SYNTHMY POMIAROWI;
Detection) W przypadku, kiedy dwa moduły jednocześnie rozpoczną nadawanie
komunikatu, kolizję w dostępie do magistrali eliminuje się przez porównanie
wartości l o g i c z n e j bitów identyfikatora i wykrycie pierwszego stanu niezgodności
stanów logicznych bitów - rys. 7.4.
„
. .
Amnl..nl..
Na przykład moduł nr I wysyła szereg bilów „<- 001010010... , a moduł nr
001011101...". Po wysłaniu szóstego bitu dalsze nadawanie prowadzi
2 szereg
tylko moduł nr 1, którego bit na konfliktowej pozycji ma wartość logiczną 0,
powodującą ustawienie linii w stan dominujący.
7.1.4. Struktura modułu CAN
Moduł CAN w systemie pomiarowym musi zawierać podzespoły zdolne wypełnić
zadania komunikacji i przetwarzania danych. W skład modułu CAN powinny
wchodzić: układ nadawczo-odbiorczy CAN zwany transceiverem (ang. transmitter/receiver\ mikrosterownik CAN, mikroprocesor oraz czujnik cyfrowy (lub
grupa czujników) albo element wykonawczy (np. silnik lub pompa), albo centrala
systemu (rys. 7.5). Centrala systemu jest traktowana jako równorzędny w prawach
transmisji moduł interfejsu CAN, ale od innych modułów różni się tym, że może
zawierać zestaw mikroprogramów sterowania, lub gromadzić dane otrzymywane
od modułów z czujnikami. Przykładem modułu centrali są karty komputerowe
produkcji National Instruments przeznaczone do podłączenia do określonych
magistral w komputerze PC: PCI-CAN, AT-CAN, PCMC1A-CAN oraz do
modułowego systemu pomiarowego PX1 z interfejsem równoległym: PXI-84XX.
Funkcje bloków modułu CAN pokazanych na rys. 7.4 są następujące.
Inteligentne czujniki dostarczają cyfrowych danych pomiarowych. Mikroprocesor
steruje procesem przetwarzania a/c, np. inicjuje proces przetwarzania lub zapisuje
w rejestrze wynik pomiaru. W mikroprocesorze formuje się zasadniczą część
komunikatu CAN. Mikroprocesor wypełnia pole arbitrażu (identyfikator i bit
RTR), pole danych oraz 4 bity pola DLC długości pola danych. Mikroprocesorem
modułu CAN może być dowolny mikroprocesor ogólnego przeznaczenia, np. typu
Intel 8051 lub Motorola. W mikrosterowniku CAN dopisywane są kolejne bity
komunikatu, w tym słowo kontrolne CRC, przed jego wysłaniem przez wyjście
201
TxD Mikrosterownik CAN dokonuje równio/ operacji na komunikacie CAN
Wczytywanym na wejściu RxD Operacje te to:
•
filtracja programowa w celu dalszego przetwarzania tylko wybranych komunikatów.
arbitraż w kolizji nadawania komunikatów.,
obliczenie słowa kontrolnego w celu stwierdzenia poprawności transmisji,
oddzielenie bitów / pola danych od pozostałych bitów,
przesłanie bitów danych do mikroprocesora.
Mikrosterowniki CAN sa produkowane przez wiele firm w postaci układów
scalonych. Popularny jest układ SJA1000 (prod. Philips), znane są także układy
C167CR i C515C (prod. Siemens). Również transceiver CAN jest dostępny jako
układ scalony. Przykładowy transceiver CAN to układ PCA82C250 (prod. Philips).
Zadaniem transceivera jest dopasowanie poziomów wysyłanych i odbieranych
sysnałów do standardu CAN po stronie linii transmisyjnej i do standardu CMOS
(TTL) po stronie mikrosterownika CAN.
Tabela 7.1. Mikrosterowniki interfejsu CAN
Typ
Uwagi
Wyposażenie
dodatkowe
Liczba kontrolerów
w układzie
Producent
T89C51CC01
T89C51CC02
1 kontroler
CAN
przetwornik
A/D
256 KB RAM
Atmel
DS80C390
DS80C400
2 kontrolery
CAN
dwa porty
szeregowe
adresy: 4MB
16MB
Dallas
Semiconductor
C505C
1 kontroler CAN
przetwornik A/D
64 kbit ROM
Siemens
PIC18C858
1 kontroler
CAN, 8 bit
przetwornik
A/D
I 2 C, SPI
Microchip
TMS320-LF2406
1 kontroler
CAN, 16 bit
16 przetworników
A/D
5 KB
RAM
Texas
Instruments
P87C592
1 kontroler CAN
16 KB R A M
Philips
—
Układy scalone mikrosterowników CAN są oferowane w wersji podstawowej
(ang. basie) i w wersji pełnej (ang. fuli). Układy w wersji podstawowej mają
ograniczony program pracy i służą zwykle do przekazywania danych od czujników.
Wersja pełna lub podstawowa układu scalonego nie ma nic wspólnego z rodzajem
komunikatu CAN: standardowym lub rozszerzonym.
Warto dodać, że w przemyśle motoryzacyjnym promuje się również interfejs
LIN (ang. Local Interconnection Network) przeznaczony do sterowania „powolnych"
urządzeń w samochodzie, takich jak lampy lub sygnalizatory. LIN nie jest
omawiany w tej książce.
7.2. System interfejsu PROFIBUS
7.2.1. Charakterystyka systemu PROFIBUS
PROFIBUS to rodzina standardów do sterowania i wymiany danych w przemysłowych rozproszonych systemach automatyki opracowana w Niemczech i wykorzystywana w Europie (PROFIBUS - ang. PROcess Field BUS). PROFIBUS jest
często stosowany także w systemach pomiarowo-kontrolnych. W ogólnym schemacie przepływu informacji w hierarchicznym systemie przemysłowym (rys. 7.6)
wyróżnia się poziom czujników i serwomechanizmów (ang. sensor/actuator level),
poziom produkcyjny (mg. field level) oraz poziom wydziałowy (dosłownie poziom
komory lub hali - ang. celi level). PROFIBUS jest wykorzystywany do sterowania
urządzeniami na poziomie produkcyjnym i na poziomie wydziału produkcyjnego.
Urządzenia na poziomie produkcyjnym to: moduły I/O (wejścia/wyjścia),
przetworniki pomiarowe, zawory, silniki i urządzenia nastawcze. Transmisja na
tym poziomie odbywa się cyklicznie z wyjątkiem komunikatów alarmu i komunikatów diagnostycznych, które są przesyłane bezzwłocznie i niecyklicznie. Na
poziomie wydziałowym wymiana informacji odbywa się między programowalnymi
kontrolerami typu PLC (ang. programmable logie controller).
PROFIBUS zawiera zalecenia i standardy dotyczące trzech warstw (ang.
profiles) systemów rozproszonych. Standardy dotyczą odpowiednio: warstwy
komunikacyjnej (zawiera protokoły transmisyjne), warstwy fizycznej (określają ja
media transmisyjne) i warstwy zastosowań - rys. 7.7.
Najczęściej stosowane są dwa protokoły z warstwy komunikacyjnej (ang.
I
i
*
n
ic
i
Rys. 7.6. Przemysłowy system pomiarowo-kontrolny z interfejsem PROFIBUS
i
SYSTKM 1NTI KMJSU PROFIBUS
203
communication profiles): PROFIBUS-DP (ang. Decentralized Periphery) oraz
PROFIBUS-FMS (ang. Fieldbus Message Specification). Protokół PROFIBUS-DP
jest optymizowany według kryterium dużej szybkości transmisji, jej efektywności
oraz niskich kosztów. Protokół ten jest zalecany do systemów automatyki
z rozproszonymi elementami wykonawczymi. Może on zastąpić stosowane dawniej
systemy transmisji sygnału analogowego: układy zasilane napięciem 24 V lub
systemy z pętlą prądową 4 20 mA.
Protokół PROFIBUS-FMS umożliwia wymianę danych między „inteligentnymi"
urządzeniami systemu. Obecnie jest on zastępowany przez protokół TCP/IP, który
jest instalowany w urządzeniach na coraz niższym poziomie hierarchicznego
systemu sterowania.
Rozmiary geometryczne obszaru systemu PROFIBUS wynikają z przyjętego
rodzaju linii transmisyjnej, czyli technologii warstwy fizycznej (ang. physical
profiles). Przy wyborze rodzaju linii należy jeszcze uwzględnić: szybkość transmisji,
zagrożenia wybuchowe, konieczność zasilania podzespołów z linii pomiarowej
(transmisyjnej) i ewentualne dodatkowe czynniki. PROFIBUS zaleca stosowanie
następujących standardów linii transmisyjnych:
•
•
•
RS-485 w uniwersalnych rozwiązaniach systemów produkcyjnych lub systemów
kontrolno-pomiarowych; przepływność w tym standardzie mieści się w szerokim
przedziale wartości od 9,6 kb/s (długość linii / ^ 1200 m) do 12 Mb/s (/ ^ 100 m);
IEEE-1158-2 wersja HI w systemach automatyki przemysłowej zwłaszcza
w przemyśle chemicznym i petrochemicznym; każdy moduł systemu może być
zasilany z linii transmisyjnej (prąd zasilania w stanie ustalonym < 10 mA),
przepływność w zakresie do 32,25 kb/s (długość linii / ^ 1900 m zależna m.in.
od przekroju drutu w kablu);
światłowodów w systemach z linią transmisyjną dłuższą niż 2 km, w warunkach
dużego poziomu zakłóceń, na obszarze zagrożonym eksplozją (brak iskrzenia
w przypadku awarii kabla), w celu izolacji galwanicznej segmentów systemu
lub w celu zwiększenia przepływności danych. Różnice w jakości światłowodów
wykorzystywanych w systemie PROFIBUS skutkują różnymi dopuszczalnymi
długościami kabla. Światłowody wielomodowe z włóknem szklanym stosowane
PROFIBUS definiuje techniczne charakterystyki systemu przemysłowego,
którego rozproszone urządzenia cyfrowe mogą hyc włączcme w s ^ c na poziomie
produkcyjnym lub wydziałowym. Urządzenia systemu PROFIBUS należą do
dwóch kategorii- stacje aktywne (ang. active statwns) lub urządzenia master, albo
stacie pasywne (ang. passive stations) lub urządzenia slave. Różnica między nimi
polega na prawie dostępu do magistrali PROFIBUS. Stacje aktywne, którymi są
różnego rodzaju sterowniki lub komputer, mają prawo wysyłać komunikaty bez
uprzedniego rozkazu. Stacje pasywne mogą wysyłać komunikat (np. wynik pomiaru
lub stan urządzenia) tylko na żądanie stacji aktywnej. Stacjami pasywnymi są
przetworniki pomiarowe, zawory, siłowniki, serwomechanizmy i inne urządzenia.
7.2.2. Protokół PROFIBUS-DP
Protokół DP jest najczęściej stosowanym protokołem systemu PROFIBUS. Jest on
przeznaczony do wymiany informacji na poziomie produkcyjnym (field level).
Ważnymi parametrami protokołu komunikacyjnego są: przepływność, prostota
obsługi, możliwości diagnozowania oraz odporność na zakłócenia transmisji.
Protokół DP zapewnia optymalny zestaw wartości tych parametrów. W systemie
pracującym według protokołu DP centralny sterownik, czyli urządzenie typu
master, odczytuje okresowo informacje wejściowe od urządzeń slave oraz okresowo
zapisuje informacje wyjściowe do urządzeń slave.
Wewnętrzne funkcje diagnostyczne protokołu DP umożliwiają szybką lokalizację błędu. Komunikaty diagnostyczne są transmitowane wzdłuż magistrali i odbierane przez urządzenie master. Komunikaty te można podzielić na 3 grupy:
s v s n N,
205
MOlHlł-OWY iWl.lffOlNT
DPM2 obsługują zadania diagnostyki, przetwarzają dane pomiarowe i wartości
p a r a m e t r ó w sterowania, wysyłają rozkazy do urządzeń slave.
Urządzenia slave to przetworniki pomiarowe, zawory, serwomechanizmy
i urządzenia I/O; odbierają one informacje wyjściowe lub wysyłają informacje
wejściowe. Pojemność komunikatów z tymi informacjami jest ograniczona do
246 bajtów.
System interfejsu PROFIBUS jest wykorzystywany w systemach pomiarowych
zwykle wtedy, kiedy są one częścią systemów pomiarowo-kontrolnych.
7.3. System modułowy FieldPoint
7.3.1. Koncepcja systemu FieldPoint
Modułowy system pomiarowy FieldPoint (FP) opracowano w National Instruments
specjalnie do przemysłowych rozproszonych systemów pomiarowo-kontrolnych.
System FP składa się z modułów wykonujących funkcje pomiarowe lub funkcje
sterowania na wydzielonym obiekcie „w terenie" (ang. field point - nazwa systemu)
-rys. 7.8. Oprócz systemu FieldPoint firma National Instruments oferuje także jego
wariant: system modułowy Compact FieldPoint (CFP) o znacznie mniejszych
rozmiarach geometrycznych i mniejszej liczbie typów oferowanych modułów.
Moduły potrzebne do obsługi wydzielonego obiektu mogą być łatwo łączone
elektrycznie i mechanicznie w grupy. Grupa modułów może być wyposażona
w moduł komunikacyjny FP, obsługujący wszystkie moduły tej grupy (do
8 modułów) i łączący obiekt wydzielony z centralą systemu. Jednym z modułów
grupy może być kontroler i wówczas grupa modułów ma cechy podsystemu.
W takim przypadku kontroler może pełnić funkcje modułu komunikacyjnego.
Możliwa jest autonomiczna praca grupy modułów, bez komunikowania się z innymi
grupami modułów FieldPoint, ale wtedy kontroler jest konieczny. Modułowy
kontroler systemu FieldPoint lub Compact FieldPoint jest urządzeniem prostszym
od komputera PC lub laptopa, a jego zdolności obliczeniowe i zasoby pamięci są
niniejsze (moduł kontrolera FieldPoint nie zawiera twardego dysku).
Magistrale systemu: Ethernet, RS-485, RS-232,
Grupa
Centrala
systemu
Moduł
komunikacyjny
Czujniki
R>S 7 8 ,
' '
modułów
FieldPoint
T TT T
(np. Pt100),
Struktura systemu FieldPoint
Grupa
modułów
FieldPoint
Grupa
modułów
FieldPoint
TTFT
TTTT
sygnały {U, /),
urządzenia (silniki, przekaźniki)