Systémy pro sběr a přenos dat

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Systémy pro sběr a přenos dat"

Alois Pavlík
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Systémy pro sběr a přenos dat základní analogové a číslicové technologie porovnání průmyslových distribuovaných systémů a počítačových sítí

2 Základní analogové technologie Pro přenos informace je využita okamžitá hodnota napětí nebo proudu Napěťový přenos hodnota výstupního napětí je lineárně závislá na hodnotě měřené veličiny (někdy existuje i aditivní konstanta) typické jsou rozsahy 0 10 V, -5 V + 5 V, 0 24 V Analogová proudová smyčka hodnota výstupního napětí je lineárně závislá na hodnotě měřené veličiny (někdy existuje i aditivní konstanta) typické rozsahy jsou 0 20 ma, 4 20 ma druhá varianta umožňuje detekci přerušení smyčky a případné napájení senzoru Analogové technologie jsou citlivé na vnější rušení jsou však velmi rozšířené (především proudová smyčka)

výstupního napětí je lineárně závislá na hodnotě měřené veličiny (někdy existuje i aditivní konstanta) typické rozsahy jsou 0 20 ma, 4 20 ma druhá varianta

3 EIA/TIA 232 (RS 232) asi nejrozšířenější standard pro spojení bod bod podporuje synchronní i asynchronní komunikaci existuje v mnoha variantách nejrozšířenější je varianta implementovaná v počítačích IBM PC kompatibilních původně byla určena pro propojení mezi terminálem a modemem při komunikaci prostřednictvím nějaké jiné technologie (např. veřejné telefonní sítě) terminál je označován jako DTE (Data Terminal Equipment) modem je označován jako DCE (Data Circuit-terminating Equipment)

určena pro propojení mezi terminálem a modemem při komunikaci prostřednictvím nějaké jiné technologie (např.

4 EIA/TIA 232 (RS 232) DTE1 TALK / D ATA TALK R S CS T R R D TD C D PSTN T ALK / DAT A TALK RS CS TR RD TD CD DTE2 DCE1 DCE2 Přenosový okruh může být realizován i jinou technologií radiomodemy sítí GSM kabelové modemy

5 EIA/TIA 232 (RS 232) SG DTR TD RD DCD RI CTS 7 RTS 6 DSR přijímá DTE vysílá DTE signály rozhraní jsou správně značeny na obou typech zařízení shodně tzn. např. signál TD je vysílán zařízením typu DTE a přijímán zařízením typu DCE Pozor!!! Často se nedodržuje!!!

6 EIA/TIA 232 (RS 232) TD (Transmitted Data) data vysílaná z DTE RD (Received Data) data přijímaná DTE SG (Signal Ground) signálová zem RTS (Request To Send) připravenost DTE k příjmu CTS (Clear To Send) připravenost DCE k příjmu DTR (DTE Ready) indikuje obecnou připravenost DTE DST (DCE Ready) indikuje obecnou připravenost DCE DCD (Data Carrier Detect) indikace příjmu nosné nový název je RLSD (Received Line Signal Detect) RI (Ring Indicator) indikuje detekci vyzvánění

DTR (DTE Ready) indikuje obecnou připravenost DTE DST (DCE Ready) indikuje obecnou připravenost DCE DCD (Data Carrier

7 EIA/TIA 232 (RS 232) často se využívají jen některé signály, a to zejména v případě přímého propojení dvou DTE zařízení např. varianta nulový modem vzájemné propojení DTR na jedné a DSR + DCD na druhé straně signalizuje obecnou připravenost a existenci spojení signály RTS a CTS jsou využity pro řízení toku dat

varianta nulový modem 6 6 8 8 9 9 vzájemné propojení DTR na jedné a DSR + DCD na

8 EIA/TIA 232 (RS 232) často se využívají jen některé signály, a to zejména v případě přímého propojení dvou DTE zařízení např. třídrátová varianta jsou propojeny pouze datové signály není možné HW řízení toku dat (lze využít SW prostřednictvím znaků X ON a X OFF

třídrátová varianta 6 6 8 8 9 9 jsou propojeny pouze datové signály

9 EIA/TIA 232 (RS 232) jedná se o nesymetrická vedení (unbalanced, singleended) signalizace využívá inverzní logiku napětí -3 V -25 V reprezentuje log. 1 napětí +3 V +25 V reprezentuje log. 0 maximální doporučená rychlost je 20 kbit/s PC implementace podporuje až 115,2 kbit/s další implementace podporují i vyšší rychlosti maximální doporučená délka kabelu je 15 m v praxi závisí na: použité komunikační rychlosti na okolním elektromagnetickém prostředí (úrovni rušení)

0 maximální doporučená rychlost je 20 kbit/s PC implementace podporuje až 115,2 kbit/s další implementace podporují

10 EIA/TIA 423 (RS 423) na rozdíl od EIA/TIA 232 definuje pouze parametry fyzické vrstvy opět se jedná o nesymetrickou linku s inverzní logikou napětí -3 V -6 V reprezentuje log. 1 napětí +3 V +6 V reprezentuje log. 0 jeden vysílač může budit až 10 přijímačů (point to point, multi-drop) maximální doporučená přenosová rychlost je 100 kbit/s v závislosti na délce kabelu a úrovni rušení maximální doporučená délka kabelu je 1200 m

11 EIA/TIA 422 (RS 422) podobná standardu EIA/TIA 423 vhodná pro point to point i pro multi-drop komunikaci jedná o symetrickou (balanced, differential) linku rozdílové napětí -2 V -6 V reprezentuje log. 1 rozdílové napětí +2 V +6 V reprezentuje log. 0 odolná vůči souhlasnému rušení maximální doporučená přenosová rychlost je 10 Mbit/s v závislosti na délce kabelu, jeho kvalitě a úrovni rušení maximální doporučená délka kabelu je 1200 m impedance 120 Ω zakončen terminátory lze realizovat jak simplexní, tak plně duplexní kanál hodně se využívá v průmyslových aplikacích

0 odolná vůči souhlasnému rušení maximální doporučená přenosová rychlost je 10 Mbit/s v závislosti na délce kabelu, jeho kvalitě a úrovni

12 EIA/TIA 485 (RS 485) podobný standardu EIA/TIA 422 kromě point to point a multi-drop komunikace lze využít i pro sběrnicovou komunikaci (multipoint) budič může budit až 32 tzv. jednotkových zátěží odtud pramení omezení mnoha standardů I i průmyslových distribuovaných systémů 1 ma -7V -3V 5V -0,8 ma 12V U AB

13 EIA/TIA 485 (RS 485) jedná o symetrickou (balanced, differential) linku rozdílové napětí -2 V -6 V reprezentuje log. 1 rozdílové napětí +2 V +6 V reprezentuje log. 0 odolná vůči souhlasnému rušení odolná vůči souhlasnému rušení maximální doporučená přenosová rychlost je 10 Mbit/s v závislosti na délce kabelu, jeho kvalitě a úrovni rušení maximální doporučená délka kabelu je 1200 m impedance 120 Ω zakončen terminátory lze realizovat jak poloduplexní, tak plně duplexní kanál hodně se využívá v průmyslových aplikacích

0 odolná vůči souhlasnému rušení odolná vůči souhlasnému rušení maximální doporučená přenosová rychlost je 10 Mbit/s v závislosti

14 Porovnání probraných standardů kabel 24AWG, 50 pf/m Délka kabelu (m) 30 EIA-423 EIA-422 EIA EIA Přenosová rychlost (kbit/s)

30 EIA-423 EIA-422 EIA-485 15 EIA-232 0.

15 Porovnání PDS a počítačových sítí (v průmyslových SPD aplikacích) Průmyslový distribuovaný systém byly navrhovány pro průmyslové prostředí pro aplikace průmyslové automatizace a sběru dat jsou optimalizovány pro přenos malých bloků dat krátké linkové rámce obvykle vystačí s nízkou přenosovou rychlostí (desítky až stovky kbit/s) nízká režie přenosu Počítačová síť (LAN) byly navrhovány pro kancelářské prostředí především pro aplikace sdílení prostředků a zdrojů jsou optimalizovány pro přenos velkého množství dat dlouhé rámce linkové vrstvy přenosová rychlost je obvykle vysoká (desítky až stovky Mbit/s) velké množství režijní informace problematické pro malé bloky dat

nízká režie přenosu Počítačová síť (LAN) byly navrhovány pro kancelářské prostředí především pro aplikace sdílení prostředků a zdrojů jsou optimalizovány pro přenos

16 Porovnání PDS a počítačových sítí (v průmyslových SPD aplikacích) Průmyslový distribuovaný systém obvykle využívají deterministické metody řízení přístupu ke sdílenému médiu častý předpoklad pro aplikace pracující v reálném čase lze dosáhnout krátkých a definovaných časů odezvy zotavení se z chyb (spolehlivost služby) je obvykle implementováno přímo v linkové vrstvě tedy HW a rychlé Počítačová síť (LAN) nejrozšířenější standard (Ethernet) využívá náhodný přístup metodou CSMA/CD není zaručeno doručení linkového rámce v reálném čase dosažení krátkých a definovaných odezev není za standardních podmínek zajištěno zotavení se z chyb je implementováno ve vyšších vrstvách tedy SW a pomalé

implementováno přímo v linkové vrstvě tedy HW a rychlé Počítačová síť (LAN) nejrozšířenější standard (Ethernet) využívá náhodný přístup metodou CSMA/CD není zaručeno

17 Porovnání PDS a počítačových sítí (v průmyslových SPD aplikacích) Některé standardy PDS dále mají některé vlastnosti specifické pro aplikace, pro něž byly navrhovány nízká spotřeba, vysoký rozsah pracovních teplot napájení po datovém vedení možnost nasazení v prostředí s nebezpečím výbuchu možnost nasazení v aplikacích vyžadujících bezpečnostní certifikace Velkou výhodou počítačových sítí (dnes téměř výhradně IEEE802.3) jsou vysoká penetrace a související pokles cen přechod na strukturovanou kabeláž a aktivní síťové prvky napájení zařízení po kabelu (PoE Power over Ethernet) tyto a další vlastnosti umožňují pronikání Ethernetu i do oblastí dosud vyhrazených PDS systémům

bezpečnostní certifikace Velkou výhodou počítačových sítí (dnes téměř výhradně IEEE802.

Podobné dokumenty

Distribuované systémy a počítačové sítě

Distribuované systémy a počítačové sítě Téma 8: Základní komunikační technologie, IEEE1451 centralizované a distribuované systémy základní analogové a číslicové technologie porovnání průmyslových distribuovaných