Историческая справка

Протокол передачи данных BITBUS

Выбор кабеля

Возможно применение специализированных экранированных кабелей промышленного применения для сетей RS.

В настоящий момент выпускается большое количество специализированных кабелей для интерфейса RS-485. Обычно они имеют сечение проводника 0,7 – 0,8 мм. Для объединения устройств достаточно, чтобы выбранный кабель имел одну витую пару и еще один проводник.
Однако вполне допустимо использование многопарного кабеля.

Для связи по сети RS-485 вполне достаточно обычной экранированной витой пары 5-й категории. Кабели витой пары категории 6-й и 7-й имеют большее сечение и их применение может быть оправдано только при использовании сетей с большим количеством устройств и/или длинной более 300 м.

Витая пара, обозначенная как STP, экранирована оплеткой, обозначенная как FTP (например, Belden 1633E) – экранирована фольгой. Экранированные кабели Nexans имеют обозначение F2TP, что обозначает экранирование двойной фольгой. Одинаково применимы все типы экрана. Кабели SFTP, SSTP имеют двойной экран – общая оплетка и экраны каждой пары. Кабели витой пары с двойным экраном оправдано применять только для прокладки трасс вне помещений или при наличии выского уровня помех в линии. Экранированные кабели витой пары практически доступны только в 4-х парном варианте, что обусловлено применением их в современных структурированных сетях (СКС). В одном кабеле может быть только одна линия связи. Сигналы и проводник земли приемников RS-485 должны соответствовать цветам витой пары в соответствии с таблицей 1.4.

Таблица 1.4

Соответствие сигналов RS-485 цветам витой пары 5-й категории

Сигнал	Цвет витой пары
A	D+	D0	Белый с синей полосой
B	D–	D1	Синий
GND	COM	COMMON	Коричневый

Протокол MODBUS можно назвать наиболее распространенным в мире. Для работы со своими изделиями его используют десятки фирм. Хотя ограничения этого протокола достаточно очевидны, он привлекает простотой реализации и независимостью от типа интерфейса.

1983 г. – первая публикация с описанием протокола BITBUS фирмы INTEL.

1985 г. – на рынок поступили первые микроконтроллеры семейства RUPI-44 (i8044, i8344, i8744) со встроенной поддержкой интерфейса BITBUS, имеющие систему команд популярной серии MCS-51. Одновременно появились первые модули ввода-вывода (RCB-44) для распределенных систем управления и адаптеры для микроЭВМ.

1986 г. – начало широкого применения протокола BITBUS в системах автоматизации в Европе.

1989 г. – учрежден специальный комитет в рамках IEEE для подготовки стандарта на основе BITBUS.

1991 г. – опубликован стандарт по сетям уровня «fieldbus», получивший номер IЕЕЕ 1118, который базируется на существующем стандарте BITBUS фирмы INTEL.

1992 г. – была основана международная организация BITBUS European Users Group (BEUG) с постоянно действующим секретариатом в городе Баден-Баден (Германия).

Структура, основные свойства и технические характеристики сети BITBUS

BITBUS представляет собой интерфейс, специально разработанный и оптимизированный для связи программируемых контроллеров, интеллектуальных устройств связи с объектом (УСО), управляющих ЭВМ и т. п. и интеграции этих устройств в локальную управляющую сеть распределенных АСУ ТП.

Типовая структура технических средств промышленной локальной сети BITBUS следующая:

1) промышленный компьютер, ведущий узел сети BITBUS;

2) адаптер сети BITBUS для компьютера;

3) ретранслятор сети BITBUS (для больших расстояний);

4) интеллектуальное УСО с интерфейсом BITBUS;

5) программируемый контроллер моноблочный, с интерфейсом BITBUS;

6) программируемый контроллер магистрально-модульный, с интерфейсом BITBUS;

7) шлюз;

8) программируемый контроллер магистрально-модульный, с произвольным интерфейсом; 9) интеллектуальные датчики.

Центральным элементом сети BITBUS является ведущее устройство, функции которого, как правило, возлагаются на промышленный компьютер. Этот компьютер обычно выполняет несколько функций:

1) инструментальное средство для программирования контроллеров;

2) графическая операторская станция;

3) элемент локальной сети (LAN) верхнего уровня АСУ ТП.

На практике в качестве этого элемента системы часто применяют IBM-совместимые персональные компьютеры. Интерфейс с локальной сетью BITBUS осуществляет адаптер сети, установленный в слот компьютера. Как правило, применяются адаптеры, обеспечивающие гальваническую изоляцию компьютера от сети BITBUS.

Протокол BITBUS определяет два режима передачи данных по шине:

1. Синхронный режим.

Этот режим используется при необходимости работы на большой скорости, но на ограниченных расстояниях. В этом случае топология сети может включать до 28 узлов, а длина шины ограничиваться 30 м. Скорость может быть от 500 до 2400 кбод. Синхронный режим передачи предполагает использование двух дифференциальных сигнальных пар: одной – для данных, другой – для синхронизации.

Рис. 1.9

2. Режим с самосинхронизацией.

Использование этого режима позволяет значительно удлинить шину. Стандартом определены три скорости передачи: 1500 Мбод, 375 кбод (до 300 м) и 62,5 кбод (до 1200 м). Используя шинные репитеры, можно объединять последовательно несколько шинных сегментов (до 28
узлов на сегмент). Тогда общее число узлов можно довести до 250, длину общей шины – до нескольких километров. При этом режиме передачи используются две дифференциальные пары: одна для данных и одна для управления репитером.

Рис. 1.10

В протоколе BITBUS биты кодируются на основе NRZI-способа.

Таблица 1.5

Основные технические данные сети BITBUS

Топология	линейная
Длина сети	от 300 м до 13,2 км
Физическая среда передачи данных	витая пара
Альтернативная среда	оптоволокно
Основной тип разъема	D-SUB 9
Скорость передачи	1,5 Мбит, 375 Кбит/с или 62,5 кбит/с
Характерное время ответа	1 мс
Передача данных	MASTER/SLAVE
Канальный уровень протокола	SDLC
Максимальное количество узлов
Тип физического интерфейса	RS-485

Дата добавления: 2014-12-29