Способы передачи данных в сети Profibus

Способы передачи данных
в сети Profibus
Способы передачи данных







Способ передачи данных определяет:
Состав
участников,
их
свойства
и
количество:
Актив<––> Актив (между активными узлами).
Актив<––> Пассив (обмен данными между
активными и пассивными узлами).
Области данных:
1) только области входных и выходных
данных (Е, А); 2) блоки данных DB;
3) любые из набора: входы А, выходы Е,
меркеры М, блоки данных DB.
Способы передачи данных




Порядок установки связи.
Приоритет телеграмм, объём
(количество байт для передачи).
Организацию виртуальной связи.
Затраты на программирование.
телеграмм
Схема передачи данных

Управляющая программа записывает данные,
подлежащие передаче, в область данных. Для
каждого абонента сети должна быть своя область
данных. Телеграмма, кроме данных, содержит
заголовок, включающий номер участника сети,
адрес отправителя (локальный, LADR) и
получателя
(назначения,
DADR).
Если
устройство-получатель
содержит
несколько
управляющих
программ,
то
необходимо
сформировать
виртуальный
канал
связи,
связывающий между собой 2 почтовых ящика
(локальный LSAP и удаленный RSAP).
Схема передачи данных

Функция SEND направляет телеграмму в область
передачи данных, формируя заказ. Чтобы
инициализировать работу службы, функция SEND
передает ей номер этого заказа. Далее служба
устанавливает связь и обслуживает заказ, то есть
передает телеграмму по сети. Службы на
станции-адресате считывают телеграмму в
область приема, и если адрес получателя
совпадает, вызывает функцию RECEIVE, которая
считывает телеграмму, помещает данные из нее
в область данных, и уведомляет управляющую
программу.
Схема передачи данных
Способы передачи данных


Явные: это способы, которые реализуются под
полным контролем и управлением со стороны
управляющей стороны управляющей программы,
т.е. управляющая программа определяет, когда
нужно переслать данные и формирует блок
параметров для передачи.
Неявные: это способы, которые реализуются
автоматически
операционной
системой
или
коммуникационным процессом так, что задачи
управляющей программы сводятся к обработке
передаваемых и получаемых данных.
Неявные способы

1) GP (SDN) – глобальная периферия –
способ, который позволяет производить
обмен информацией между активными
участниками путём объединения адресного
пространства выходных сигналов в единое
пространство. Например, байт выходных
данных АВ3 будет соответствовать байту
глобальной периферии GP1 и т.п. В процессе
работы
каждый
активный
участник
пересылает свои данные с использованием
службы SDN методом широкого вещания.
Неявные способы

Перед каждым сеансом передачи данных
участники сравнивают байты текущего и
предыдущего сеансов и выбирают для
передачи
только
измененные
байты.
Остальные участники принимают телеграммы
полностью, но выбирают только те байты, что
указаны в их списке соответствия. Отсюда
следует, что метод GP применяется для
передачи срочной информации с редко
изменяющимся
составом,
например,
аварийных сигналов.
Неявные способы
Неявные способы

2) ZP (SRD) – циклическая периферия – способ,
который позволяет организовать обмен данными как
между активными, так и между пассивными
участниками путём объединения их адресных
пространств входных и выходных сигналов в общее,
называемое
циклической
периферией,
и
организацией связи по принципу Master – Slave.
Мастером может быть только активный участник
сети. В процессе работы мастер, получив доступ к
сети, формирует запросы для передачи информации
всем подчиненным участникам в соответствии и в
порядке расположения участников в его списке.
Мастер передает телеграмму с использованием
службы SRD. Все телеграммы, отправленные данным
способом, имеют низкий приоритет.
Неявные способы
Неявные способы

3)
DP
(SRD)
–
децентрализованная
периферия – способ, предназначенный для
организации опроса активным участникам
своих собственных периферийных устройств.
Все подчиненные устройства должны быть
пассивными. Выходы подчиненных устройств
как бы являются выходами мастера (входы –
тоже). Ограниченность метода состоит в том,
что активный участник лишается права
одновременно быть участником глобальной
или циклической периферии.
Неявные способы
Явные методы


Явные методы требуют инициативы со
стороны управляющей программы. Включают:
1) AG – AG (точка – точка, PTP).
Преимуществом явных методов является то,
что в качестве источника и приемника
данных могут использоваться блоки данных –
это массивы данных, вмещающие 256 байт
(DB0…DB255), которые хранятся вместе с
блоками
программ;
для
передачи
используется
служба
SDA
(наиболее
надежный способ передачи).
Явные методы
Явные методы


С другой стороны, применять явные методы
можно только для связи активных устройств
(числом до 32х). При этом для каждого
виртуального канала связи выделяются
индивидуальные почтовые ящики (SAP,
Service Active Point), у каждого участника
назначаются одинаковые номера SAP.
Участник передает информацию другому
участнику, но сеанс связи будет закончен
только
после
получения
телеграммы
подтверждения. Управляющая программа
формирует только данные телеграммы.
Явные методы


Инициатива приема и передачи принадлежит
управляющей программе. Для того, чтобы переслать
или принять данные, в управляющей программе
необходимо вызвать специальные функциональные
блоки SFB RECEIVE, SFB SEND.
В контроллере AG1 есть CPU, содержащий
управляющую программу с блоками REC, SEND и
блок данных DB, подлежащих передаче. В
коммуникационном
процессоре
CP
находятся
параметры для вызова служб и подготовлены
запросы ANR. Каждому виртуальному каналу ставится
в соответствии запрос, в котором определена служба
передачи и адрес корреспондента.
Явные методы
Явные методы




Алгоритм обмена информацией следующий:
1.
Контроллер
AG1
вызывает
функциональный блок SEND с передачей ему
номера запроса и источника передаваемых
данных: SEND ANR1, DB.
2. Происходит передача данных в буфер ОС,
устанавливая специальный бит координации
передачи информации (BKC).
3. Когда AG1 получает доступ к сети (это
распознается ОС), происходит вызов службы
SDA в соответствии с номером SAP.
Явные методы




4. AG1 производит передачу данных. Бит,
координирующий передачу, сбрасывается, а
бит,
координирующий
прием
(BKR),
устанавливается.
5. Получатель осуществляет прием данных.
Отправитель переходит в режим ожидания
подтверждения.
6.
Получатель
формирует
телеграмму
подтверждения данных (квитанцию).
7. AG1 получает квитанцию, ОС сбрасывает
бит, координирующий прием.
Явные методы


8. происходит вызов блока RECEIVE с
указанием номера запроса на прием ANR.
Если
код
ошибки
в
телеграмме
подтверждения не нулевой, то информация
передается еще раз.
Явные методы

2) Свободный доступ к уровню 2 (FL2).
Наиболее гибкий способ передачи, который
со
стороны
пользователя
позволяет
полностью
определить
все
параметры
каждого отдельно взятого сеанса связи.
Предоставляет возможность использования
всех 3-х служб SDA, SDN и SDR. Вид
используемой
службы
определяется
в
заголовке
телеграммы.
Поэтому
при
использовании FL2 заголовок телеграммы
должен
формироваться
со
стороны
управляющей программы и, следовательно,
затраты на программирование наибольшие.
Явные методы






C использованием этого способа связи пользователь
может полностью контролировать и определять
порядок передачи и приёма данных между
партнёрами:
выбирать вид службы (SDA, SDN, SRD);
выбирать приоритет (Low/High);
выбирать канал (через параметры LSAP, RSAP, RADR);
выбирать партнера (Act/Pas).
Платой за такую гибкость являются существенные
затраты на разработку и использование ресурсов
управляющей программой, поскольку для каждого
сеанса
передачи
со
стороны
управляющей
программы требуется готовить телеграмму.
Явные методы
Явные методы


Телеграмма состоит из заголовка (8 байт) и данных
(до 242 байт). Байты заголовка:
1. COM CLASS: содержит код, определяющий этап
прохождения (состояние) заказа. Код может быть
следующим: 00 – REQ (запрос), 01 – CONF
(подтверждение), 02 – IND (индикация).
 REQ – формируется при вызове функционального
блока SFB SEND и длится до получения
телеграммы подтверждения;
 CONF
– начинается с момента передачи
телеграммы
подтверждения
партнерам
и
заканчивается
приемом
этой
телеграммы
управляющей
программой
передающего
устройства;
Явные методы
IND – начинается с момента поступления данных
в принимающее устройство и заканчивается
размещением данных в соответствующие блоки
данных;
2. USER ID: байт, который пользователь может
использовать произвольно для себя.
3. SERVICE CODE: байт кода обслуживания –
заносится код службы, которая должна обработать
телеграмму:
 00 – SDA;
 01 – SDN;
 02 – SRD;



Явные методы
06 – RPL_UPD_S (подготовить данные для ответа
для однократной передачи);
 07 - RPL_UPD_M (многократная передача);
 7F – BROADCAST – широкое вещание.
4. LINK STATUS: байт, в котором содержится код
ошибки при передаче и приеме данных. Даже при
использовании SDN ОС заносит код ошибки. Если
используется SDA, то в этом байте содержится код
ошибки.
5. PRIOR: байт, содержащий значение приоритета
телеграммы (00 –низкий, 10 - высокий).
6. RSAP: показывает через какой почтовый ящик
передается информация.




Явные методы



7. RADR: адрес удаленного участника.
8. SEGM ADR: адрес сегмента – забивается FF (в сети
PROFIBUS не используется).
Процесс передачи осуществляется на стороне
активного
партнера
при
наступлении
состояния REQ. Данные извлекаются из
буфера и телеграмма отправляется адресату.
На
стороне
передающего
устройства
начинается состояние CONF. На стороне
приемника вызывается блок RECEIVE и
наступает состояние IND.
Явные методы


Для координирования действий блоков SEND
и RECEIVE в управляющей программе
постоянно вызывается блок SEB CONTROL с
указанием номера запроса ANR, который
считывает
слово
индикации
ANZW,
содержащее
информацию
о
состоянии
запроса.
3)
FMS.
Используется
для
контроля
состояния сети. Обычно устанавливаются на
стороне операторских станций, например, с
целью
диагностики
сети
и
выдачи
сообщений.
Сводная таблица характеристик
способов передачи








Способ: GP
Участники: Act
Их число: 32
Служба: SDN
Приоритет: High
Размер телеграммы: 64A/256E
Управл. Программа: - / +
Затраты на программирование: низкие
Сводная таблица характеристик
способов передачи








Способ: ZP
Участники: Act/Pas
Их число: 32/всего 128
Служба: SRD
Приоритет: Low
Размер телеграммы: 256A/256E/Всего 256
Управл. Программа: - / +
Затраты на программирование: низкие
Сводная таблица характеристик
способов передачи








Способ: DP
Участники: Master/Slave
Их число: 1/всего 128
Служба: SRD
Приоритет: Low
Размер телеграммы: 242A/242E/Всего 256
Управл. Программа: - / +
Затраты на программирование: низкие
Сводная таблица характеристик
способов передачи








Способ: PTP
Участники: Act
Их число: 32
Служба: SDA
Приоритет: Low
Размер телеграммы: 128B
Управл. Программа: +
Затраты на программирование: средние
Сводная таблица характеристик
способов передачи








Способ: FL2
Участники: Act/Pas
Их число: 55
Служба: SDN, SRD, SDA
Приоритет: High/ Low
Размер телеграммы: 8B+242B
Управл. Программа: +
Затраты на программирование: высокие
Сводная таблица характеристик
способов передачи


Способ: FMS
Используются
устройствами
программирования
для
диагностики
и
определения состояния сети.