Reja: canbus tizimi haqida qisqacha

Merejeviy vuzol: Yangi mikrokontroller, CAN tekshiruvi va avtobus haydovchisi

mikrokontroller CAN-tekshirgichni uzluksiz nazorat qilish va kerakli ma'lumotlarni qayta ishlash bo'yicha topshiriqlar.

JON boshqaruvchisi Qabul qilish va uzatish rejimlarini ta'minlashning ma'nosi.

Boosdriver Men uzatishni ta'minlayman, shuningdek qabul qilaman.

Kanalga ulanish: Bu ikki yadroli o'tkazgich (har ikki turdagi signallar uchun: CAN-Yuqori va CAN-past). Elektromagnit o'tishni o'zgartirish uchun o'tkazgichlar.

boncuklar jumper: Provayderning xohishiga ko'ra oy signalining ko'rinishi va signalning ovozi uchun 120 V bo'lgan navantuval rezistor.

DeviceNet (dɪ'vaɪs net) sanoat CAN tarmog'i uchun protokoldir. Sensorlar, aktuatorlar va dasturlashtiriladigan mantiqiy kontrollerlarni bir-biriga ulash uchun ishlatiladi. Ochiq standart. Transport, muhandislik va sanoatda keng qo'llaniladi. Rossiyada juda keng tarqalgan.

CANbus tizimi. CAN tarmogi avtomatika sohasida rivojlangan va avtomobillar elektron boshqaruv tizimlarida katta rivojlanishga sabab boigan. Kam xarajatli yoqilgi va xavfsizlikka boigan talab oshar ekan juda ko‘plab elektron qurilmalar tizim tarkibiy qismiga aylangan. Shundan so‘ng ushbu turli qurilmalararo maiumotlar almashinish zarurati paydo boigan. Ushbu masalani yechimini Bosch tomonidan seriyali maiumot uzatish liniyasi yaratilgan. Bu tizim Nazoratchi hududi tarmogi (controller area network yoki CAN). CAN asosan quyidagicha spetsifikatsiyalangan: 1) BOSCH CAN spetsifikatsiyasi- 2.0 versiya, A qism va 2) ISO 11898: 1993 - yo‘l transport vositalari - raqamli maiumotlarni almashinish - yuqori tezlikdagi aloqa uchun CAN. Shundan so‘ng CAN industriya sohasida keng qoilana boshlagan. CAN bu liniya (bus) turidagi tizim boiib, u liniyaga bogianish uchun liniya ustasi va belgilami o‘tkazish sxemasi (bus master va token passing schemes) laridan foydalanmaydi. o‘rniga maxsus “non destruktive bit-wise arbitration” deb nomlanuvchi bogianishni nazorat qiluvchi metodidan foydalanadi. Ushbu metod ko‘rsatilganidek stansiya bit partiyalarini o‘zi aniqlaydigan va liniyaga ulanishi uchun kuchaytirib berishni ta’minlaydi. Stansiyalarning muhimlik darajasi tarmoq konfiguratsiyasi vaqtida adreslash topshirigi orqali aniqlanadi va muhimlilik darajasi yuqorilari bilan stansiyani bogianishiga ruxsat beradi. Belgi jo‘natish yoki asosiy-ko‘makchi tur sxemalardan farqli oiaroq CAN (CAN deterministik emas) sodir boiadigan kelajak hodisalarini nazorat qilib bolmaydigan sabablarga ko‘ra sodir boiishini oldin oladi. Lekin quyiroq muhimlilik darajasiga ega boigan stansiyalar bogianish uchun yuqori muhimlilik darajasidagi qurilmalami kutishga majburdir.
Arbitrajni yutgan CAN stansiyasi boshqa stansiya arbitrajlarining xalaqitisiz xabar uzatishni davom ettiradi. Bu tarmoq uzra maiumot uzatishda yuqori samara beradi. Tipik CAN xabar ramkasi keltirilgan. Malumot sohasi o‘zgaruvchi uzunligi, ya’ni 8 baytgacha boiishi mumkin. Bu esa CAN ni maiumotlarini adekuat holatda uzatishi uchun bir necha bayt talab etadigan murakkabroq qurilmalar uchun qulayligini ta’minlaydi. CRC xatolikka tekshirish va maxsus ramka uzunligi talablari hamda individual xabar qabul qilganlik haqida ma’lumotlar liniya orqali maiumotlar integratsiyasini ta’minlaydi. CAN protokoli spetsifikatsiyasi faqatgina ISO/OSI modelining fizik (1-qatlam) va maiumotlar linki (2- qatlam) larini o‘z ichiga oladi. Kommunikatsiya linki o‘rta fizik tafsilotlari aloqasi va topshiriq qatlami (7-qatlam)lar sistema dizaynerlari uchun qoldirilgan boiib quyida tasvirlab keltirilgan. DeviceNet tiziini. DeviceNet Allen-Bradley tomonidan rivojlantirilgan boiib, CAN tarmogiga asoslanib quyi darajadagi qurilmalarga mo‘jallangandir. U quyiroq darajadagi qurilmalar(sezgir elementlar va ijrochilar)ni yuqori daraja qurilmalari (kontrollyorlar) bilan bogiash uchun ishlab chiqilgan. 0‘zgaruvchi, CAN xabar ramkasining ko‘p baytli formati uchun optimalroq boiib, bit turidagi sistemalardan ko‘ra har bir xabarda ko‘proq maiumot yuborilishi mumkin.
DeviceNet ochiq savdo assotsatsiyasi (The Open DeviceNet Vendor Association Inc.) yoki ODVA DeviceNet spetsifikatsiyasidagi muammoni yechish uchun tuzilgan, adashmovchiliklami spetsifikatsiya orqali hal etish va DeviceNet dan foydalanmoqchi boigan ishlab chiqaruvchilarga texnik xizmat ko‘rsatadi. 125 dan ziyod firmalar allaqachon rasman qo‘shilishdi yoki a’zo boiishga rozilik qog'oziga imzo chekishdi. DeviceNet spetsifikatsiyasi ODVA ochiq va bepul spetsifikatsiyadir. DeviceNet 64 tagacha signalni qo`llab-quvvatlashi mumkin, bu bilan 2048 tagacha qurilmalami ta’minlashi mumkin. Yolg‘iz, 4 konduktorli kabel quwat hamda ma’lumot almashinishini ta’minlaydi. I/O qurilmalarini bogiash uchun turli qurilmalar mavjud va tarmoq asosiy liniyasi kabeli bir xil konfiguratsiyaga ruxsat beradi. DeviceNet quyi va yuqori bosqich qurilmalari o‘rtasida interfeysni ta’minlar ekan, asosiy CAN protokolining yagona bog‘lanish turi yaratildi. Bu so‘rov/javob yoki asosiy/ko‘makchi texnikalari bilan bir xil, lekin original CAN ning tezlik bo‘yicha foydasidan foydalanadi
DeviceNet 1994 yilda Rockwell Automation tomonidan ishlab chiqilgan yuqori qatlam protokolidir. Bu sanoat avtomatlashtirish qurilmalari, masalan, foto datchiklar, issiqlik sensorlari, shtrix-kodlarni o'qish moslamalari, HMI elementlari (inson-mashina interfeysi), boshqaruv qurilmalari (kompyuterlar, PLC) bilan yagona tizimga birlashtirishga xizmat qiladi. Tarmoq shina topologiyasiga ega. Modullarni issiq ulash va o'chirish imkonini beradi.DeviceNet ochiq savdo assotsatsiyasi (The Open DeviceNet Vendor Association Inc.) yoki ODVA DeviceNet spetsifikatsiyasidagi muammoni yechish uchun tuzilgan, adashmovchiliklami spetsifikatsiya orqali hal etish va DeviceNet dan foydalanmoqchi boigan ishlab chiqaruvchilarga texnik xizmat ko‘rsatadi. 125 dan ziyod firmalar allaqachon rasman qo‘shi!ishdi yoki a’zo boiishga rozilik qog'oziga imzo chekishdi. DeviceNet spetsifikatsiyasi ODVA ochiq va bepul spetsifikatsiyadir. DeviceNet 64 tagacha signalni qoilab-quwatlashi mumkin, bu bilan 2048 tagacha qurilmalami ta’minlashi mumkin. Yolg‘iz, 4 konduktorli kabel quwat hamda ma’lumot almashinishini ta’minlaydi. I/O qurilmalarini bogiash uchun turli qurilmalar mavjud va tarmoq asosiy liniyasi kabeli bir xil konfiguratsiyaga ruxsat beradi. DeviceNet quyi va yuqori bosqich qurilmalari o‘rtasida interfeysni ta’minlar ekan, asosiy CAN protokolining yagona bog‘lanish turi yaratildi. Bu so‘rov/javob yoki asosiy/ko‘makchi texnikalari bilan bir xil, lekin original CAN ning tezlik bo‘yicha foydasidan foydalanadi. DeviceNet profilini ISO/OSI modeli bilan aloqasi faqatgina 1 - va 2- qatlamlar CAN protokoli spetsifikatsiyasiga asoslangan, qolgan qatlamlar esa DeviceNet tarmog‘i uchun rivojlantirilgan. Navbatdagi boiimda DeviceNet tarmog" i va protokoli xususiyatlari haqida yanada chuqur keltiriladi. Fizik (moddiy, jismoniy) qatlam. DeviceNet kabel tizimi liniya (bus) tapologiyasidagi yagona 4 konduktorli kabeldan iborat boiib u quwat hamda maiumot almashinishini ta’minlaydi. Maiumot #18 egizak juftliklar orqali uzatiladi. #15 orqali quwat ta’minlanadi. Har ikkala juftliklar falga qatlam bilan himoyalangan va #18 quruq simi bilan birlashtirib o‘ralgan. Rezistorlami yakunlash har ikkala asosiy liniya yakunlarida talab etiladi. 24V o‘zgarmas kuchlanish ta’minlanadi va DeviceNet ingichka kabeli orqali ЗА gacha DeviceNet qalin kabeli orqali 8A gacha tok kuchi ta’minlanishi mumkin. Asosiy liniyaning maksimal uzunligi DeviceNetning aynan qaysi tur kabelidan foydalanilganligiga, unga ulangan qurilmalar soniga va maiumot darajasiga bogiiq. Har bir qurilma uchun kuchlanish 1IV yoki undan balan boiishi kerak. Maiumot darajasi 125, 250 va 500 kb/s boiganlar 16.3- jadvalda keltirilganidek mavjud tarmoq konfiguratsiyasiga ega. Ko‘plab bogiovchilar qurilmalami tarmoqqa ulash uchun qoilaniladi. Bir vaqtda 2 yoki undan ko‘p kesishish joylaridan bir vaqtda xalaqitlarsiz arbitrajni ta’minlash uchun BOSCH CAN spetsifikatsiyasi 2 mavjud mantiq darajalari “muhimroq-dominant” 430 va “tenglik-recessive” dan foydalanadi. Arbitraj davomida dominant qiymat liniya bilan bogianish huquqiga ega boiadi. DeviceNet uchun dominant daraja ‘O’ orqali recessive daraja esa i’ orqali ifodalanadi. Elektrik volt darajasi bu mantiqiy darajalarda ko‘rsatilishi ISO 11898 standartida belgilab qo‘yilgan. DeviceNet uzunligi va uzatish tezligi. Malumot Asosiy liniya Kritik uzunligi darajasi uzunligi maksimum Birgalikda 125 к baud 500 metr 156 metr 250 к baud 250 metr 3 metr 78 metr 500 к baud 100 metr 39 metr CAN balansi nazorat qilingan malumot almashimshlar sistemasini CAN H va CAN L lar o‘rtasidagi farq sifatida maiumotlar signallari bilan birgalikda ko‘rinadi. DeviceNet spetsifikatsiyalari yer bilan bogiangan izolaisiyani talab etadi. Barcha qurilmalar konturlari yakunda V-bus signaliga qo‘shilib ketadi, tarmoq bogianishlari faqatgina liniya quwat manbai orqaligina yerga ulangan boiishi kerak. Barcha tarmoqqa qo‘shilgan qurilmalar V ga ulangan yoki yerga ulanib izolatsiyalangan boiishi kerak. DeviceNet quyidagi xususiyatlami fizik va media qatlamlarida mavjud boiishini talab qiladi. - CAN texnologiyasini qoilash; - har ikkala qalin hamda ingichka liniyalami qoilab-quwatlash; - minimum 3 ta ma’lumotni boshqarish xususiyatiga ega boiish; - 125 kbaud maksimum 500 metrgacha boigan masofada; - 250 kbaud maksimum 200 metrgacha boigan masofada; - 500 kbaud maksimum 100 metrgacha boigan masofada; - chiziqli liniya (bus) topologiyasi; - kam yo‘qotishli va kam kechikishli kabel; - himoyalangan egizak juftlik kabeli, quwat va signal juftliklaridan tashkil topgan; - kichik oicham va arzon narx; - 64 tagacha kesishish nuqtasini qo‘ llab-quvvatlash; - 6 metrgacha boigan uzunlikdagi uzilish nuqtali liniyalarini qoilab quwatlash; - kesishish nuqtalarini qo‘shish yoki olib tashlashda tarmoqqa ta’sir o‘tkazmaslik; - bir vaqtning o‘zida haro izolatsiyalangan ham izolatsiyalanmagan fizik qatlamlarni qc i ' -quwatlash. DeviceNet ikki turdagi yarim >ц *r kabellardan foydalanadi, ingichka va qalin kabellar. Qalin Kabei Katta kulrang kabel boiib qurilmalar o‘rtasida uzun boigan asosiy liniyalar sifatida xizmat qilaIngichka kabellar esa odatda kichik va kalta, sariq kabel boiib qalin kabellarni qunlmalarga bogiab beradi. Qalin va ingichka kabellar ‘Tko‘rinishida o‘zaro boglanadi. Barcha kabellar va bogianishlar halqasimon konnektorlar orqali o‘tkaziladi. Ma’lumotlar linki qatlami. Malumotlar linki qatlami CAN protokol spetsifikatsiyasi orqali spetsifikatsiyalangan. Maiumot linkiqatlami formati (ramka formati) ushbu spetsifikatsiya orqali o‘matiIShunga qaramay, CAN xabar paketidagi aniqlovchini kodlash va maiumotlar sohalarida qoilangan metod navbatdagi boiimda ifodalanganidek topshiriq qatlami tuzuvchi (developer) lariga qoldirilgan. Aloqa almashinish metodi bir stansiya liniyaga maiumotlarni maium davr asosida muntazam yuklaydi va keyinchalik bu maiumot tarmoqdagi boshqa stansiya tomonidan o‘qiladigan holatida producer/consumer (yartuvchi/iste’molchi) metodiga asoslanadi. Topshiriq qatlami. CAN spetsifikatsiyasi CAN xabar yoilash boiimi sohalari maiumotni qanday qilib bir turdan ikkinchi turga oikazishini keltirib o‘tmagan. Bu vazifa maxsus topshiriq dasturlarini tuzuvchilar yelkasiga yuklangan. DeviceNet ning yagona(unique) metodi rivojlanishi ikki turdagi xabarlarni yuzaga kelishini ta’minlagan. Maxsus aniqlovchi kodIar(bit portsiyalari)ini qoilash orqali asosiy qurilma ko‘makchi qurilmalardan farqlantirilgan. Ushbu sohaboiimlari, qo‘shimchasiga, ko‘makchi qurilmalarni asosiy qurilma xabariga qanday javob qaytarishni ham aytib o‘tgan. Bu texnika sistema bajaruvchilariga tugunlar muhimlilik darajasini aniqlash va qurilma adresini aniqlashda egiluvchanlikni ta’minlaydi.
Sistema faoliyati, DeviceNetni yuqoriroq bosqich qurilmalari bilan bogiash uchun birqancha qurilmalar mavjuddir. Misol uchun, DeviceNet skanerlan funksiyasi uchun Allen-Bradley PLC ulanish kartalarini yaratgan. Bu qurilmalar asosiy/ko'- makchi konfiguratsiyasini ko'makchi qurilmalar bilan strobe yoki poll metodiari orqali bogianishmi qoilab-quwatlaydi. Ikki alohida DeviceNet kanallari (yoki tarmoqlari) qoilab-quvvatlanishi mumkin. Bu modullar yana tarmoqda chegaralangan diagnostikalami ham koisatib beradi va kommunikatsiya linki ushbu ma’lumotni yuqoriroq bosqich kontrollyorlariga hisobot berishini ta’minlaydi. PC ru boshqa bir tugun sifatida tarmoqqa ulanishiga ruxsat bemvchi interfeys ham mavjud. DeviceNet egiluvchan I/O adapterian orqali 128 DeviceNetga tegishli boimagan qurilmalai' boshqa DeviceNet VO lari va PLC kontrollyorlariga bogianishi mumkin. Boshqa tur, to‘g‘ridanto‘g’ritarmoqga minimum konfiguratsiya qiyinchiliklari bilan ulanadigan DeviceNet raqobatbardosh mahsulotlari ham bozorga chiqarilmoqda. Aqlli taqsimlangan sitema (SDS). Aqilli taqsimianadigan sistema (SDS) Honeywell tomonidan ishlab chiqilgan va CAN larmogiga asoslangan holda quyi daraja qurilmalarga moijallangan. U quyi bosqich qurilmalari (sezgir element va ijrochi) ni yuqori bosqich qurilmalari (kontrollyorlariga bogiashga xizmat qiladi. ozgaruvchi, CAN xabar yuborish boiimi ko‘p baytli formati bu holatdajuda mos tushgan, boshqa bit turidagi sistema!ardan koia har bir habarda ko‘proq maiumot yuborilishi mumkindir. SDS iiamkorlari’ dasturi ishlab chiqilgan va hamkorlikda Honeywell SDS spetsifikatsiyasi muammosi hal qilingan va SDS dan foydalarimoqehi boigan ishlab chiqaruvchilarga texml; assisterrtlik taklif qilinadi. SDS spetsifikatsiyasi ochiq spetsilikatsiya boiib Honeywell yoki SDS hamkorlari’ orqali taqdim eh hu b SDS tarmogi yolgiz liniya orqali 126 1ар;к:Ьл qunhnalarni bogiashligi mumkin. Har bir 16 ta I/O guruh!;» i yuqori bosqich qurilmalari bilan interfeys terminal tasiuuM (ITS») orqali mteifeyslangan(misoi uchun PLC). 411 16.6. ProfiBus tarmogi Nemis Din 19245 1-va 2-boiimi orqali aniDeviceNet aloqa standartlari smart va intellektual qurilma va PLC (dasturlanadigan mantiqiy kontrollyor) lar kabi zamonaviy qurilmalararo ma’lumot almashish imkonini beradi. Ushbu bo'limda hozirda mavjud turli FieldBus tizimlari tahlil qilib chiqilgan. Ushbu bo‘limni o‘qish orqali quyidagilarni bilib olasiz: • FieldBus hamda DeviceNet tizimlarining yaratilishi va ularning foydali jihatlari; • FieldBus va DeviceNet tizimining turlari va aloqa sinflari; • quyidagi standartlarning xarakteristikalari ta’rifi (OSI qatlamlarini qamrab olgan holda): - Actuator sensor interface (AS-i); - Seriplex; - CANbus va DeviceNet; - Interbus-S; - Profib us; - Factory information bus (FIP) va WorldFIP; - Foundation Fieldbus. 16.1. Sanoat FieldBus va DeviceNet tizimlariga kirish Hozirgi kunda ma’lumotlarni jamlovchi va nazorat qurilmalari bo‘ylab ma’lumot almashinishning analog va raqamli standartlarining bir necha yuzlab turlari mavjud. Ushbu soha aloqa qurilmalari har ikkala ochiq va patentlangan standardami qo‘llaydi. Odatda, bu sistemalar to‘liq sistema holatida (hardware, software va patentlangan protokollar) ishlab chiqariladi va sotiladi. Bu holat esa turli brend ostida ishlab chiqarilgan qurilmalararo aloqa almashishni qiyinlashtiradi va ayrim hollarda hatto bu ilojsiz bo‘ladi. Ochiq va patentlanmagan protokollar standartlarining paydo bo‘lishi haqiqiy ma’nodagi ochiq va barcha qurilmalarga mos keluvchi protokollaming paydo bo‘lishining boshlanishi bo‘ldi. Soddalashtirish uchun FieldBus so‘zi “FieldBus va DeviceNet tizimlari” ma’nosida ishlatiladi. DeviceNet asosan ochirish/yoqish 409 vazifasida va sodda raqamli qurilmalarda qo‘llaniladi. FieldBus esa kamida 16 bitlik ma’lumot uzatishni talab etadigan o‘lchash asboblarida qo‘llanilishi maqsadga muvofiq bo‘ladi. Universal ochiq protokol standarti ba’zilar nazarida ko‘p sondagi FieldBus tizimlari muammosi uchun eng optimal yechimdir. Foydali jihati bu barcha qurilmalar bir xil protokolni qo'Ilash orqali ma’lumot almashinishi mumkin Umuman olganda, ushbu protakollar orqali foydalanuvchilar har qanday mahsulotni sotib olishlari va har qanday sistemaga ortoqcha interfeys muammolarisiz bog'lashlari mumkin. Ushbu bo‘limda: - FieldBus tizimlarining tarixi; - FieldBus sinflari; - OSI modeli va FieldBus tizimlari; - tizimlami birgalikda ishlashi; - FieldBus protokollariga misollar ko‘rib chiqilgan. Turli protokol turlarini ko‘rib chiqishdan awal aynan nega “mukammal” raqamli aloqa tarmog‘ini yaratish uchun yirik miqdorda energiya, vaqt va pul sarflashimiz kerak degan savolni berishimiz foydali bo'lgan bo'lardi. Nega ko‘p harakatlar amalga oshirilgan va rauammo to'Ialigicha hal etilmagan? Yetarlicha standartlar yo'qmi, mavjudlarida qanday kamchiliklari bor? Ushbu savollarga javob topish uchun biz raqamli texnologiyalar rivojlanish tarixiga va ma’lum raqamli kommunikatsiya texnologiyalariga diqqat qaratmog'imiz kerak.. Sanoat FieldBus va DeviceNet tizimi asosiy tushunchalari Sanoat FieldBus va DeviceNet texnologiyalari tarixiga nazar solsak, ular yaqin o‘tmishda yaratilganligi va hanuz rivojlanib kelayotganligi oydinlashadi. Texnologiya rivojlanar ekan, murakkabroq va kichikroq tizimlar rivojlanadi. Bu yangi talablar esa texnologiyalardan o‘zgarishm va rivojlanishni talab etadi. Amaldagi tipik boshqarish tizimlarini bog‘lash sxemasi. Rasmda qurilmalar qanday qilib aloqa kabellari orqali bog'langani ifodalangan. Bu yo‘l orqali faqatgina kabel iqtisod 410 qilinibgina qolmay operator qurilmalarming ma’lumot almashish inkoniyati ham sezilarli ravishda ortadi. Zamonaviy FieldBus ning afzalliklari. Zamonaviy FieldBus ning birqancha foydali jihatlari mavjud bo‘lib, bular: - kabellashtirishda katta miqdorda iqtisodiy samara beradi; - o‘matish va ish boshlash vaqtining qisqaligi; - rivojlangan onlayn monitoring va diagnostika; - qurilmalaming oson o'rin almashtirilishi va sonini ortirilishi imkoniyati; - qurilmalaming o‘zi mustaqil mantiqiy fikr yuritishi; - ishlab chiqaruvchilaming hamkorlikda ishlash darajasining rivojlanganligi.
SDS - hisoblashda, CAN maydon avtobusi uchun protokol
SDS - hisoblashda, dasturiy ta'minot tomonidan belgilangan saqlash (dasturiy ta'minot tomonidan belgilangan saqlash)
SDS - kimyoda, natriy lauril sulfat
SDS - siyosiy harakatlar tarixida nemis talabalari sotsialistik ittifoqi
SDS - asbobsiz o'zgartiruvchi tizimlar, shu jumladan SDS shpallari kabi standartlashtirilgan
Sun'iy yo'ldosh ma'lumotlar tizimi - AQSh Mudofaa vazirligining aloqa sun'iy yo'ldoshlari majmuasi
SDS Sessions V.1 - amerikalik Julien-K synth-rok guruhining jonli EP.