Tag Archives: Slave

Управление доступом к шине в PROFIBUS

 

К управлению доступом к шине PROFIBUS предъявляются два существенных требования.

С одной стороны для надежных коммуникаций между равноправными приборами автоматизации или РС необходимо, чтобы каждый участник в течение определенного временного окна получал доступ к шине для решения своих коммуникационных задач.

С другой стороны для обмена данными между сложными приборами автоматизации или РС и простой децентрализованной периферией требуется быстрый обмен данными с возможно малыми издержками протокола. Это достигается благодаря гибридно построенному управлению доступом к шине, состоящим из децентрализованного обмена маркером (токеном) между активными участниками (Master.ами) и централизованного обмена Master-Slave для обмена данными между активными и пассивными участниками шины PROFIBUS.

Активный участник, который владеет маркером, берет на себя в данное время функции мастра на шине, чтобы проводить коммуникации с пассивными и активными участниками.

Обмен сообщениями по шине происходит при этом через адресацию участников. Каждому PROFIBUS-участнику назначается однозначный адрес. Адрес назначается из области от 0 до 126. При этом максимальное число участников, находящихся на шине, не превышает 127.

С этим управлением доступом к шине могут быть реализованы следующие конфигурации системы:

  • Чистая. система Master-Master (обмен маркером)
  • Чистая. система Master-Slave (Master-Slave)
  • Комбинация обоих методов

Метод доступа к PROFIBUS не зависит от используемой среды передачи, например, медь или оптоволокно, и соответствует EN 50170, том 2.

Метод обмена маркером

Активные участники, подключенные к PROFIBUS, упорядочены по возрастанию их адреса в логическое маркерное кольцо (Token-Ring) (рис.1). Под маркерным кольцом (Token Ring) здесь понимается организационное кольцо из активных участников, в котором маркер (Token) всегда передается от одного участника к следующему. Маркер, а с ним и право на доступ к среде передачи, передается при этом через специальную маркер-телеграмму между активными участниками. Исключение представляет активный участник с наивысшим на шине адресом HSA (Highest Station Address). Он передает маркер исключительно активному участнику с наименьшим шинным адресом, чтобы замкнуть маркерное кольцо.

Время одного обращения маркера через всех активных участников называется временем обращения маркера. С помощью устанавливаемого заданного времени обращения маркера Ttr (Time Target Rotation) определяется максимально разрешенное время обращения маркера.

Управление доступом к шине активных участников (MAC . Medium Access Control) осуществляется как на фазе инициализации, так и на фазе функционирования маркерного кольца.

Рисунок 1Метод обмена маркером (токеном)

 

При этом устанавливаются адреса всех имеющихся на шине активных участников и заносятся в LAS (List of Active Station . список активных станций). Для управления маркером при этом особенно важны адреса предыдущей станции PS (Previous Station), от которой маркер получается, и следующей станции NS (Next Station), которой маркер предназначается. Кроме того, LAS также нужна, чтобы при текущей работе исключать из кольца вышедших из строя или дефектных активных участников и, соответственно, принимать вновь появившихся участников без помех текущему обмену данными по шине.

Метод Master-Slave

 

Если логическое маркерное кольцо состоит только из одного активного и нескольких пассивных участников, то это соответствует .чистой. системе Master- Slave (рис.2).

Метод Master-Slave делает возможным мастеру (активному участнику), который имеет право прямой передачи, опрашивать назначенных ему Slaves (пассивных участников). Мастер при этом имеет возможность принимать сообщения от Slave, и соответственно, передавать.

Типичная стандартная шинная конфигурация PROFIBUS-DP базируется на этом методе управления шиной. Активная станция (DP-Master) обменивается в циклической последовательности данными с пассивными станциями (DP-Slaves).

Рисунок 2. Метод доступа Master-Slave