Назначение и особенности полевых шин. Требования к полевым шинам.

Промышленные сети или полевая шина – коммуникационная технология построения единой информационной сети, которая объединяет интеллектуальные контроллеры, датчики и исполнительные механизмы. Международное обозначение – FieldBus.

Промышленные сети FieldBus определяют:

1. Физический способ объединения устройств.

2. Программно-логический протокол взаимодействия устройств.

FieldBus – цифровая промышленная сеть (ЦПС), которая предназначена для замены централизованной аналоговой сети на базе токовой петли 4-20мА. Такая сеть является цифровой, двунаправленной, многоточечной, последовательной коммуникационной сетью, используемой для связи изолированных друг от друга (по функциям) таких устройств, как контроллеры, датчики, силовые привода и т.п.

Каждое устройство должно быть интеллектуальным и содержать самостоятельный вычислительный ресурс. Каждое устройство способно самостоятельно выполнять ряд функций по самодиагностике, контролю и приемопередаче двунаправленной сети связи. Доступ в таких сетях возможен не только со стороны интеллектуальных устройств, но и со стороны аналоговых устройств.

Требования к FieldBus:

1. Жесткая детерминированность (предсказуемость) поведения.

2. Обеспечение функций реального времени.

3. Повышенная надежность физического и канального уровней в передаче данных для работы в промышленной среде.

4. Работа на длинных линиях с использованием недорогих физических сред (например, витая пара).

5. Защита от электромагнитных наводок.

6. Наличие специальных высоконадежных механических соединительных компонентов.

Режимы обмена и разновидности полевых шин. Выбор варианта полевых шин.

Существуют три основных режима обмена данными:

1. Режим «Ведущий-ведомый». В этом простейшем режиме один из узлов ЦПС является ведущим устройством (Мaster), которое последовательно опрашивает подчиненные узлы – ведомые устройства (Slaves). Каждому ведущему устройству отводится строго определенное время для обмена данными с ведомыми устройствами. Благодаря этому время цикла шины четко предсказуемо и, таким образом, носит характер системы реального времени. Если на шину подключены несколько ведущих, то право доступа к шине регулируется путем обмена маркером. Лишь ведущее устройство, получившее маркер, имеет право доступа к шине. (ProfiBus)

2. Узел-клиент запрашивает данные, а узел-сервер их предоставляет. (Foundation Fieldbus)

3. Режим «Подписка». В этом режиме узел, нуждающийся в регулярном поступлении какой-либо информации, подписывается на ее получение от другого узла, после чего получает регулярные рассылки данных без дополнительных запросов. (Foundation Fieldbus)