LAS
LAS يك ليست حاوي زمانهاي ارسال تمام بافرهاي داده موجود در دستگاههايي كه به صورت پريوديك داده ارسال مي كنند، نگهداري مي كند. هر زمان كه نوبت يك دستگاه فرا ميرسد ، LAS يك پيغام [12]CD به آن مي فرستد. پس از دريافت CD ، دستگاه مزبور داده هاي موجود در بافرش را روي باس منتشر مي كند. دستگاههايي كه به عنوان مشترك دريافت پيغام پيكر بندي شده اند، اين داده ها را دريافت مي كنند. اين روش به منظور ارسال منظم و چرخشي داده ها ي حلقه كنترلي بين دستگاههاي متصل به فيلد باس طراحي شده است.
تمام دستگاههاي روي Fieldbus فرصت اين را دارند كه پيغامهاي خارج از نوبت و پيش بيني نشده را روي باس بفرستند. LAS با ارسال نشانه به يك دستگاه ، به آن اجازه استفاده از باس را مي دهد. وقتي دستگاه نشانه را مي گيرد، تا زماني كه ارسال پيغام شود يا مهلت نگهداري نشانه تمام شود، مي تواند به ارسال پيام ادامه دهد. اين پيغام به يك يا چندين مقصد ارسال مي شود. كل عمليات LAS به پنج گروه تقسيم مي شود:
1- زمانبندي پيغام CD : همانگونه كه قبلا ذكر شد ، كل عمليات LAS كنترل دستي به باس است. اين وظيفه بالاترين الويت را داراست وساير عمليات در فواصل ارسال زمانبندي شده، انجام مي شوند.
2- نگهداري ليست اعضاي فعال : اين ليست حاوي آدرس اعضايي است كه به Token دريافتي ، پاسخ مثبت مي دهند. هر لحظه ممكن است دستگاههاي جديدي به باس وصل شود. LAS به صورت پريوديك پيغامهاي[13] PN را به آدرسهايي مي فرستد كه در ليستش موجود نيستند. اگر دستگاهي با آدرس مذ كور حاضر باشد، به PN پاسخ مي دهد و نامش به ليست موجود در LAS اضافه مي شود.
لازم است LAS ، پس از ارسال Token به همه اعضاي فعال ، حداقل يك پيغام PN به يك آدرس ارسال كند. دستگاهها تا زماني كه به پيغامهاي[14] PT پاسخ صحيح مي دهند در ليست باقي مي مانند. اگر پس از سه مرتبه تلاش ، دستگاهي بدون استفاده از Token ، آنرا برگرداند، از ليست حذف مي شود. پس از انجام هر نوع تغييري در جدول، محتويات آن را براي همه دستگاههاي موجود روي باس ، منتشر مي شود.
3- همگام سازي در لايه DLL : LAS بصورت پريوديك پيغام اعلام زمان سراسري را روي شبكه منتشر مي كند تا زمان تمام دستگاهها در لايه DLL، يكسان باقي بماند. اين كار لازم است، زيرا ارتباطات زمان بندي شده بلوك هاي عملياتي در لايه كاربرد ، مبتني بر اطلاعات استخراج شده از اين پيغامها هستند.
4- ارسال Token : هر دستگاه با دريافت Token ، اجازه دارد پيغامهاي زمانبندي نشده اي را ارسال كند.
5- افزونگي LAS: هر فيلد باس، ممكن است چندين Link Master داشته باشد كه با از كار افتادن LAS جاري، جايگزين آن بشوند يعني فيلد باس به صورت فعال در زمان رخ دادن خطا [15] طراحي شده است.
لايه FMS به برنامه هاي كاربردي اجازه مي دهد كه به يكديگر از طريق فيلد باس و با استفاده از تعدادي پيغام با فرمت استاندارد، ارتباط داشته باشند. FMS، سرويس هاي ارتباطي ، فرمت پيغام ها و رفتار پروتكل براي ساخت پيغامهاي كاربر را تعريف مي كند.
پيغامهاي FMS را مي توان بر حسب وظايفشان گروه بندي كرد:
1- پيغام هايي كه مسئول برقراري و قطع ارتباط ورد كردن پيامها هستند.
2- سرويسهاي دسترسي به متغيرها از قبيل خواندن ، نوشتن، گزارش و پاك كردن اطلاعات.
3- سرويسهايي كه به برنامه كاربر اجازه مي دهند كه رخدادها را گزارش دهد و آنها را پردازش نمايد.
4- سرويسهاي down load , uphoad
5- سرويسهاي اجراي برنامه از راه دور
براي جزئيات بيشتر ، به مرجع [10] مراجعه كنيد.
آنالوگ (AO)، كنترل كننده PD و PID وتناسبي تعريف شده اند. در FF-892 ،19 تابع استاندارد ديگر نيز تعريف شده است . به عنوان مثال، يك حس كننده دما، تنها شامل بلوك عملياتي AI است. يك شير كنترل ، شامل بلوك عملياتي PID وبلوك AD مي باشد. بنابراين يك حلقه كنترلي ساده با اين بلوكهاي پايه اي ساخته مي شود.
بلوكهاي Transducer بلوكهاي عملياتي را از توابع ورودي – خروجي محلي مورد نياز براي خواندن حسگرها و صدور دستورات خروجي، جدا مي كند. اين بلوكها حاوي اطلاعاتي در مورد زمان Calibration ونوع حسگرها مي باشند. معمولا به ازاي هر بلوك عملياتي ورودي – خروجي يك بلوك Transducer لازم است. پس از طراحي سيستم وانتخاب ابزار آلات، زمان پيكر بندي سيستم كنترلي به كمك اتصال وروديهاو خروجيهاي بلوكهاي عملياتي به يكديگر طبق استراتژي كنترلي مورد نظر ، فرا مي رسد.( شكل 8) اين كار با استفاده از اشياء گرافيكي موجود در نرم افزار پيكر بندي صورت مي گيرد بدون اينكه نياز به برقراري اتصالات فيزيكي در محل باشد. پس از مشخص شدن اتصالات بلوكهاي عملياتي ، نام دستگاهها، برچسبها ونرخ اجراي حلقه هاي كنترلي، نرم افزار پيكربندي هر دستگاه را توليد مي كنند. پس از اينكه همه دستگاهها، اطلاعات را در يافت كردند، سيستم آماده كار مي شود.
عليرغم تعريف استاندارد براي فيلد باس، اين استاندارد هنوز جهاني نشده وشركتهاي توليد كننده اي وجود دارند كه ادعا مي كنند با رعايت استانداردهاي خودشان به باز دهي بهتري دست مي يابند. محصولات اين شركتها مطابق خصوصيات زير از هم متمايز مي شوند:
1. مشخصات فيزيكي نظير توپولوژي شبكه ، بستر فيزيكي ارتباط، ماكزيمم تعداد گره هاي متصل به گذرگاه و ماكزيمم طول مسير با تكرار كننده وبدون تكرار كننده.
2. مشخصات كارايي نظير مدت زمان هر سيكل بازرسي ورودي – خروجي ها، ومدت زمان ارسال هر بلوك داده اي.
3. مكانيزم انتقال نظير متدهاي ارتباط، خصوصيات ارسال ، سايز داده هاي انتقالي، متد دستيابي به بستر ارتباطي مشترك و روشهاي چك كردن خطا در پيغامها.
شكل 2-8- پيكر بندي سيستم از طريق اتصال بلوكها
سهولت نصب، پذيرش جهاني و امكان انتقال توان از طريق فيل باس از ديگر مشخصات محصولات مختلف هستند اما به طور قطع نمي توان يكي از اين تكنولوژيها را به عنوان تكنولوژي برتر معرفي كرد و بسته به كاربرد ، بايد نقاط قوت وضعف هر كدام را سنجيد وابزار مناسب را انتخاب نمود. در ادامه به معرفي نمونه هايي از اين دست مي پردازيم.
2-3-1-2- AS-i [24],[25] Actuator sensor-Interface
كار بردهاي معمول آن در ماشينهاي اسمبلي و بسته بندي ، سيم كشي تك كابلي بلوكهاي حسگر با چند ورودي، حسگرهاي هوشمند، شيرهاي پنوماتيكي، سوئيچ ها و.آشكار كننده ها مي باشد. مزاياي آن، سادگي بسيار زياد ، هزينه پايين و مقبوليت گسترده است. همچنين داراي سرعت بالا مي باشد و مي توان توان مورد نياز Fielddevice را از طريق باس انتقال داد.
نقاط ضعف آن عبارتند از: مناسب نبودن براي اتصال به I/O هاي آنالوگ و اندازه محدود شبكه.
ASI براي استفاده در سيستمهاي كوچك با I/O گسسته طراحي شده و تقريبا ساده ترين فيلد باس موجود است. براي پيكر بندي آن تنها لازم است آدرس هر گروه مشخص شود ورودي – خروجي هاي متناسب به آن نسبت داده شوند. كابل سيگنال قادر است توان 30 ولت DC را با جريان كم ، براي تغذيه وروديها ، حمل كند وتوان مورد نياز خروجي ها از طريق كابل جداگانه اي حمل مي شود.
با وجود عدم استفاده از پوشش محافظ در مقابل اغتشاشات RFI,EMI مصون است ، به اين دليل كه سيگنالهاي ديجيتال روي ك مصون است ، به اين دليل كه سيگنالهاي ديجيتال روي ك مصون است ، به اين دليل كه سيگنالهاي ديجيتال روي كابل بصورت سيگنال سينوسي كد مي شوند كه پهناي باند خيلي باريكي دارد. مكانيزم فيلترينگ در طول شبكه توزيع شده وسيگنالهاي اغتشاش را پس مي زند. سيگنالهاي آنالوگ نيز مي توانند روي خط، ارسال شوند، اما هر گره تنها مي تواند يك دستگاه آنالوگ را پشتيباني كند.
زمان SCAN در ASI قطعي است. يعني با اطمينان مشخص كرد كه فاصله زماني بين تغيير وضعيت تا گزارش آن چقدر است. براي محاسبه زمان SCAN بايد تعداد گره ها شامل Slave,Master را در 150 ميكرو ثانيه ضرب كرد.
2-3-1-3- [31] Interbus
كاربردهاي متداول آن در ماشينهاي اسمبلي، جوشكاري و كنترل مواد مي باشد. همچنين براي سيم بندي تك كابلي حسگر چند ورودي، شيرهاي پنوماتيكي ، بار كد خوانها، درايوها و واسط هاي كاربر استفاده مي شود. از مزاياي آن آدرس دهي اتوماتيك بهگره هاست كه شروع به كار سيستم را آسان و سريع مي كند. توانايي تشخيص خطاي آن بسيار پيشرفته است. پيغام هاي آن Overhead كمي دارند و زمان پاسخ سريع و استفاده مؤثر از پهناي باند و انتقال توان از خصوصيات ديگر آن است.
اشكال آن اين است كه از كار افتادن يك اتصال، كل شبكه را از كار مي اندازد و توانايي انتقال مقادير خيلي زياد داده را ندارد.
اين باس از نظر فيزيكي شبيه يك شبكه مبتني بر Line-and-drop به نظر مي رسد اما در واقع يك رينگ سريال است و هر Slave، دو اتصال دارد و از طريق يكي داده را رد مي كند و از طريق ديگري داده ها را به بعدي منتقل مي كند. اطلاعات آدرس دهي در اين پروتكل وجود ندارد و داده ها به روش چرخشي روي شبكه قرار مي گيرند وMaster با توجه به مكان هر گره در حلقه مي تواند تشخيص دهد گره در حال خواندن يا نوشتن است. اين مسأله سربار بسته هاي داده اي را مي نيمم مي كند. بنابراين تعداد كمي از باسهاي موجود سريعتر از InterBUS هستند.
InterBUS مي تواند به آساني I/O هاي آنالوگ و ديجيتال را اداره كند و داده ها مي توانند بصورت بلوكي ارسال شوند. به كمك ماجولهايي به نام COMM كه بوردهايي به اندازه كارت اعتباري هستند ونصب آنها در كنترل كننده ها، واسط كاربر، درايو، بار كد خوان، پردازنده سيگنال و هر دستگاه ديگري ، مي توان آنها را به فيلد باس متصل كرد.
2-3-1-4- [21],[22] CAN Open
كاربردهاي متداول آن در سيستمهاي كنترل حركت، ماشين هاي اسمبلي ، جوشكاري و كنترل مواد، اتصال بلوكهاي حسگر ، حسگرهاي هوشمند، شيرهاي پنوماتيك ، بار كد خوان ، واسط كاربر ودرايو مي باشد.
CAN Open در واقع پروتكل لايه كاربرد است و بر مبناي پروتكل CAN كه لايه هاي 1و2 را تعريف مي كند نوشته شده است و مزاياي آن عبارتند از:
1- از ساير شبكه هاي مبتني بر پروتكل CAN براي كنترل حركت سرعت بالا و حلقه هاي فيلد بك مناسبتر است.
[1] On-line
[2] Open System Interface
[3] Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection
[4] Foundation Fieldbus Standard
[5] interoperabilily
[6] Fieldbus Message Specification
[7] Fieldbus Accsess Sublayer
[8] Data Link Layer
[9] Terminator
[10] Terminator
[11] Link Access Sublayer
[12] Compel Data
[13] Probe Node
[14] Passing Token
[15] Fail operational
© کپی رایت توسط : گروه مهندسي سافت پويا (کلیه حقوق مادی و معنوی مربوط و متعلق به این سایت است.)
برداشت مطالب فقط با اجازه کتبی و ذکر منبع امکان پذیر است .
نرم افزار
