P-NET je průmyslová síť , která byla vytvořena za účelem spojení jednotlivých komponent výpočetního procesu, a to: počítače , senzorů , aktuátorů, vstupně/výstupních zařízení, centrálních a periferních ovladačů atd., které jsou obvykle propojeny dvěma kabely. Toto zapojení nahrazuje tradiční při použití velkého množství kabelů. Data získaná během procesu (odečty měřicích přístrojů, signály snímačů) jsou převedeny na číselné hodnoty. P-NET se také používá pro agregaci dat, konfiguraci uzlů/senzorů a stahování programů.
P-NET je součástí průmyslového síťového standardu IEC 61158 .
Kromě běžného měření hodnot a stavových dat sběrnice provádí obousměrnou výměnu doplňkových informací týkajících se mezních hodnot, stavu aktorů a zpětnovazebních signálů, chybových signálů a interních systémových dat. P-NET lze použít ke stažení parametrů a programů do modulu řízení procesu. Použití P-NET senzorů výrazně zlepšuje diagnostické možnosti ve srovnání s použitím tradičního připojení.
Elektrická specifikace P-NET je založena na standardu RS-485 a používá bezpečný kroucený dvoulinkový kabel, který umožňuje délku kabelu až 1200 metrů bez opakovačů. Data jsou odesílána asynchronním přenosem v kódu NRZ. Rozhraní P-NET je galvanicky oddělené. K němu lze připojit až 125 zařízení na segment sběrnice pomocí speciálního řetězce svorek bez použití opakovačů.
P-NET má velmi účinný síťový protokol , který dokáže provést až 300 potvrzených přenosů za sekundu z 300 nezávislých adres uzlů. Tyto informace mohou být přenášeny buď ve formě plně zpracované proměnné (proměnná s pohyblivou řádovou čárkou) jako je teplota, tlak, elektrický proud atd., nebo jako 300 bloků 32 nezávislých binárních signálů indikujících stav, polohu atd. přenos až 9600 binárních signálů za sekundu, přístupných odkudkoli v celém systému.
Rámec protokolu P-NET se skládá z následujících polí:
Data přenášená po síti mohou být jednoduchého nebo složitého typu, aby vyhovovala požadavkům na měření a řízení. Jednoduchý typ zahrnuje booleany, bajty, znaky, slova, celá čísla, dlouhá celá čísla, reálná a dlouhá reálná čísla a čas. Komplexní typ zahrnuje řetězcové proměnné, záznamy a proměnné vyrovnávací paměti. Formát dat je součástí standardu P-NET .
Velkého počtu datových přenosů je dosaženo díky současnému provozu podřízených zařízení pro zpracování dat a příjem a vysílání bloků. Proces požadavku začíná v podřízeném zařízení ihned po příchodu prvního datového bajtu. To je na rozdíl od schémat, kde požadavek není odeslán, dokud nedorazí celý datový blok. Standardní přenosová rychlost 76 800 bps tedy není limitujícím faktorem výkonu. Spuštění může být generováno v systémech s datovými rychlostmi přesahujícími 500 000 bps.
Z dostupných periferních komunikačních systémů poskytuje přímé adresování mezi více segmenty sítě pouze P-NET , což je také známé jako struktura více sítí. Tato funkce je specifickou součástí protokolu P-NET a lze ji zabudovat do standardního víceportového hlavního operačního systému . Spojení se provádí přímo prostřednictvím různých segmentů sítě a uzlů se dvěma nebo více rozhraními P-NET . To znamená, že více počítačů v jednom segmentu sítě může mít přímý přístup k více uzlům z jiného segmentu bez použití speciálního programu v průvodci.
Segmentace také umožňuje nezávislé lokální zatížení každého segmentu sítě, což zvyšuje rychlost přenosu dat a datové I/O v celém systému.
Další důležitou výhodou rozdělení sítě na malé segmenty je omezení dopadu poruchy v jednom segmentu na provoz ostatních díky efektivní službě ochrany sítě. Navíc tyto vlastnosti vícesegmentové sítě tvoří přirozenou redundanci, díky které je celá síť odolnější vůči rušení. Důležitou výhodou multisíťové topologie P-NET je, že nepotřebuje hierarchickou strukturu v segmentech sítě. To je důležité zejména při rozšiřování P-NET a při připojování k jiné síti.
P-NET je sběrnice s až 32 multi-mastery Základní princip komunikace je následující: master vyšle požadavek a slave okamžitou odpověď. Žádost lze číst nebo zapisovat.
Právo obsadit autobus je žeton přenesený od jednoho z mistrů. P-NET používá takzvanou techniku „virtuálního předávání tokenů“, která nevyžaduje předávání dalších deklarací přes sběrnici. Když jeden z velitelů dokončí obsazení sběrnice, je token automaticky předán dalšímu a tak dále v průběhu cyklu. Předávání tokenu je založeno na použití dvou čítačů: čítače nečinnosti sběrnice a čítače přístupu. Čítač nečinné sběrnice je v rozsahu od 0 do 360, poté se znovu vynuluje. Čítač přístupu přebírá hodnoty počtu zařízení umístěných v síti. Když počítadlo nečinnosti dosáhne 40, počítadlo přístupu se zvýší o 1 a poté se zvýší o jednu každých 10 jednotek nečinnosti. Master může obsadit sběrnici, když hodnota přístupového čítače odpovídá jeho vlastnímu číslu.
Metoda předávání tokenů používaná P-NET se liší od metod používaných jinými multimaster systémy. Jiné sběrnice, jako je PROFIBUS , posílají skutečné telegrafické zprávy, aby předali token. Tento způsob přenosu zvyšuje čas masteru a snižuje výkon sběrnice. Princip předání virtuálního tokenu platí i v nepřítomnosti mastera. V tomto případě budou všechna zařízení, včetně ostatních masterů, pokračovat ve své práci obvyklým způsobem.
Použití principu přenosu virtuální značky vede k tomu, že všechny zprávy jsou přenášeny v časovém intervalu přiděleném zařízení (časovému slotu), to znamená, že lze jednoznačně určit dobu čekání, zachycení sběrnice a odeslání zprávy. P-NET je tedy systém pracující v reálném čase .
Pro konfiguraci zařízení P-NET se používá specializovaný software VIGO . VIGO umožňuje reprezentovat všechna zařízení a jejich parametry v jediném stromu nazvaném „Manager Information Base“ (MIB). Kořenem stromu je aktuální projekt. K parametrům libovolného zařízení je možné přistupovat zadáním úplné cesty k nim ve stromu MIB.
VIGO poskytuje možnost programovat zařízení P-NET . Pro programování lze použít dva jazyky: Process-pascal a Calculate-assembler. Calculate-assembler se používá pro programování slave zařízení. Především pro realizaci technologických ochran a blokování přímo v servomotorech. Je to jazyk podobný assembleru nebo IL . Process-pascal se používá k vytváření složitějších programů, které běží na síťových průvodcích. Jedná se o dialekt Pascal upravený pro použití v prostředí P-NET . Přidána možnost popisovat paralelní úlohy a používat externí síťové proměnné.
VIGO také poskytuje komponentu umožňující dalším aplikacím, jako je Microsoft Excel , přistupovat k prostředí P-NET pomocí technologie COM .
| UART | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fyzické vrstvy |
| ||||||
| Protokoly |
| ||||||
| Oblasti použití | |||||||
| Implementace |
| ||||||