12
Передовые ТЕХНОЛОГИИ и технические РЕШЕНИЯ
4/2004
Н
есомненно, Ethernet и протокол
TCP/IP находят все более широ
кое применение в сфере про
мышленной автоматизации. Такие
достоинства как быстрый Ethernet,
коммутация пакетов и режим полного
дуплекса превратили старый добрый
Ethernet в мощную и привлекатель
ную систему коммуникации для при
менения в промышленном производ
стве. Для окончательного прорыва ос
талось только принять спецификацию
на стандартный протокол для про
мышленной автоматизации.
Сейчас много организаций уси
ленно работают над разработкой сво
их спецификаций протокола для про
мышленного Ethernet. Вот основные
из них:
¦
EtherNet/IP от ODVA
¦
ProfiNet от PNO
¦
Modbus TCP от Modbus/IDA
group
¦
Foundation Fieldbus от FF
¦
Interbus on Ethernet от Interbus
club
¦
Open Modbus от Modeconnect
Все эти протоколы несовместимы и не
могут взаимодействовать друг с дру
гом. Для согласования и координации
работ по развитию стандартов про
мышленного Ethernet была создана
организация Industrial Automation
Open Network Alliance (IAONA).
Роль стандартизации
Под эгидой IAONA группы с раз
личными интересами пытаются мини
мизировать различия между разными
сетями промышленного Ethernet. Сог
ласующий комитет образовался из ко
манд ODVA (представляет Ethernet/IP)
и из IDA group (технология IDA) и сог
ласовал общие положения для
улучшения комму
никационной тех
нологии на основе
Ethernet TCP/IP.
Участники призна
ли, что будут суще
ствовать различ
ные протоколы
связи реального
времени, но согла
сились изучать и
разрабатывать
различные расши
рения существую
щих стандартов
вместе. Первым
результатом было
общее руковод
ство по инсталля
ции систем и ка
бельной проводке для производ
ственных условий.
Общие свойства
Несмотря на различные подхо
ды на 7 уровне модели OSI, все кон
цепции имеют общую основу. Эта об
щая составляющая включает такие хо
рошо проработанные стандарты для
уровней 1 4 как технологию передачи
данных Ethernet IEEE 802.xx (Уровень
1), метод доступа к среде передачи
(CSMA/CD), межсетевой протокол IP
(Уровень 3), протоколы TCP и UDP
(Уровень 4). Дополнительно общие
элементы технологии могут быть най
дены на Уровне 7 для некритичных по
времени функций. Это такие общеп
ризнанные стандарты как протокол
гипертекстовой передачи HTTP, про
токол передачи файлов FTP и прото
кол для управления устройствами се
ти SNMP.
По сравнению с офисными,
индустриальные приложения работа
ют в более жестком реальном време
ни, когда одна минута может быть
равна вечности. Сообщения должны
передаваться быстро, ошибки опре
деляться без задержек и повторов.
Для этого необходим специальный
уровень обработки, который буфери
зирует входные данные пока не будет
прочтено все сообщение, которое за
тем передается приложению. Не су
ществует единого стандарта для пере
дачи сообщений приложениями: Tel
net, FTP, email или WWW каждое де
лает это по своему. Почти невозмож
но построить распределенную систе
му управления, использующую уст
ройства, отсылающие друг другу
электронную почту или Web странич
ки. Нужен протокол, позволяющий
использовать TCP/IP и не заботиться о
деталях. Такой протокол есть, это
протокол полевой шины. Возможны
две реализации, когда полевая шина
работает поверх TCP/IP и когда TCP/IP
работает поверх полевой шины.
Рассмотрим совместно стеки
протоколов полевых шин и TCP/IP.
Полевая шина имеет несколько функ
циональных уровней:
¦
среду передачи (кабельную
проводку);
¦
протокол доступа, регулирую
щий доступ к среде;
¦
транспортный протокол, детек
тирующий и исправляющий ошибки;
¦
протокол приложений;
¦
профили приложений, описы
вающие как использовать сеть
Система это нечто большее,
чем сумма составляющих. Обратите
внимание на то, что для обеспечения
взаимодействия между контроллера
А.А. Сахнюк, ХОЛИТ Дэйта Системс", Киев
Ethernet
и промышленные сети