3 - Komunikaciniu tinklu apzvalga.skaidres.pdf

Magistralinių ryšio sistemų apžvalga

Magistralinių ryšio sistemų klasifikacija 1 

Nuosekliosios magistralinės ryšio sistemos 

Centralizuotos 

Paskirstytos 

Bendros paskirties Jutiklių/vykdiklių l. 

Bendros paskirties Jutiklių/vykdiklių l. 

Profibus-DP 

Profibus-DP 

ETHERNET 

FIP 

ControlNet 

Seriplex 

FIP 

LON 

ARCnet 

LON 

LON 

P-NET 

LON 

ASI 

Bitbus 

CAN 

Bitbus 

P-Net 

P-Net 

DeviceNet 

P-Net 

Profibus-PA 

FF 

FF 

Profibus-PA 

SDS


Priklausomai nuo kiek partnerių gali komunikuoti tarpusavyje, komunikacinius tinklus galimas 

sukirstyti: 

-1:1 (du parneriai) 

- 1:n (vienas partneris su kitais n partneriais) 

- m:n (m partnerių su n partnerių) 

Savo ruožtu tinklai 1:n gali būti suskirtyti, ar yra vienas valdantysis (master/slave), ar keletą 

valdančiųjų (multi master).


Nuosekliosios magistralinės ryšio sistemos 

1:1 m:n 

1:n 

RS 232, RS422, 20mA 

LAN 

RS485 

Master/Slave 

Multi Master 

Ethernet 

Token ring 

Token Bus 

ARCnet 

t.t 

ASI 

Bitbus 

Interbus S 

SUCONET 

Modnet 

t.t. 

Profibus 

LON 

FIP 

P-Net 

CAN 

t.t

Magistralinių tinklų klasifikacija 3 

Aplikacijos sudėtingumas 

[jutikliai/vykdikliai] 

Komunikacija 

Judesio valdymas 

EtherNet TCP/IP 

Pramoninis ethernet (Industrial EtherNet) 

Pavarų tinklai (Drive-Bus) 

> 20% uždaras kontūras 

Duomenų apdorojimas 

Prietaisų lygmens tinklas (fieldbus) 

> 20% analoginiai sign. 

90% skaitmeniniai sign. 

I/O tinklas (I/O bus) 

Kompaktinės 

rankiniu būdu 

valdomos darbo 

vietos 

Gamybinio 

vieneto 

automatizavimas 

Sujungtos, 

stotims 

orientuoti 

įrengimai 

Automatizuotos 

gamykllos 

Gamyklos/įrenginio 

konstr. 

[matmenys ir 

struktūra]

Komunikacinių tinklų vystymasis 

„ I/O-Bus praeityje 

buvo 

AS-I sinonimas 

Fieldbus 

I/O-Bus 

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 

ASI ‟ pasaulinis lyderis jutiklių/vykdiklių lygmenyje.

Tinklo topologija su IO-tinklu (tradiciniai lygiagretūs jungimai) 

[1] PC sąsaja 

[2] Daugiagyslis ar individualus pajungimas 

[3] PLC I/O moduliai 

1 

3 

2

Tinklo topologija su IO tinklu (IO-tinklas) 

[1] PC sąsaja 

[2] IO-tinklas 

[3] PLC I/O moduliai 

1 

3 

2 

Dažniausiai maži pavaldūs įtaisai, dideli atstumai, ribotas funkcionalumas. Lengvas instaliavimas.

ASI 

Paplitimas pagal regionus 

Svarbumas 

„ ASI dominuoja pasaulyje su apie 80% prijungtų 

mazgų 

„ Lginant su kitomis sistemomis, užima trečią vietą po 

Profibus ir DeviceNet pagal instaliuotų mazgų skaičių 

Organizacija 

„ ASI Asociacija 

http://www.as-interface.net/ 

Pagrindiniai tiekėjai 

„ Egzituoja apie 300 komponentų tiekėjų. Lyderiai 

Europoje: Siemens, ifm, Pepperl&Fuchs, Schneider, 

B&W. Daugelis PLV ir I/O tiekėjų integruoja 

Bihl&Wiedemann, KSK, Murr bei kitų platformas. 

Tikimasi didelio augimo AZIJOJE

AS-I nauda 

„ Rinkoje egzituoja daugelis komponentų 

gamintojų su AS-I sąsaja 

„ Atvira sistema. EN ir IEC standartai. 

„ Lengvas instaliavimas. Paprastos tinklo 

taisyklės. Patikimas duomenų siuntimas. 

„ Maži pavaldūs įtaisai užtikrina patikimą 

paskirstytą sistemą. 

„ Lengva priežiūra. Greitas pavaldžiųjų įtaisų 

pakeitimas su “autoprogramavimu”.

Techniniai duomenys 

„ Viena valdančiojo sistema paprastų funkcijų 

valdymui. 

„ ASI-pavaldieji yra pasyvūs tinkle; jie tik reaguoja 

„ Iki 31 ASI adresų viename tinkle (Spec. 2.0) 

iki 62 ASI adresų (Spec. 2.1 ir 3.0) 

„ 4IO viename pavaldžiąjame įtaise (Spec. 2.0) 

„ iki16DIO viename pavaldžiąjame, naudojant profilius 

(Spec. 3.0) 

„ Anlogoniai signalai pavaldžiuose įtaisuose (Spec. 

3.0) 

„ Ciklo trukmė - 5 ms (Spec. 2.0) ir 20 ms (Spec. 3.0) 

„ Tinklo ilgis - 100 (200 m), su išplėtimais iki 600 m

Konfigūracija, parametrizavimas, diagnostika 

Nereikalinga 

pavaldaus įtaiso 

konfigūracija 

Nėra 

parametrizacijos 

Konfigūracija 

„ Auto konfigūracija 

„ Offline adresacija, naudojant adresavimo įtaisą 

„ Online adresacija iš valdančiojo įtaiso / 

konfigūravimo programinės įrangos 

Parametrai 

„ Paprastiems įtaisams nereikia 

„ Kai kuriems įtaisams naudojami 4 bitų parametrai 

Diagnostika 

orientuota į 

modulį 

Diagnostika 

„ Komunikacijos/Periferijos klaida (Spec. 2.0)

ASI valdikliai, I/O moduliai 

PLV: 

Siemens S7, Schneider, Mitsubishi, …., 

I/O moduliai (Wago, Phoenix, …) 

Sąsajos: 

- su kitais komunikaciniais tinklais 

- Pagrindiniai tiekėjai: Bihl&Wiedemann 

I/O: 

Siemens, ifm, P&F, Phoenix, KSK, Murr, Schneider, … 

mygtukai (Idec, Schmersal) 

Skirstytuvų salos, procesų vožtuvai: 

- Festo CPV, MPA, VTSA, Norgren VM10, VS26, SMC.. 

Kuhnke, Parker Modulfex, Camozzi, BR HF03/04 … 

Safety monitoriai: Leuze Lumiflex, 

Siemens sąsaja į ProfiSafe, B&W

CompoNet 

Organizacija 

„ ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) 

- stengiasi plėsti jau egzistuojančių tinklų DeviceNet, 

ControlNet ir Ethernet/IP technologijas. 

www.odva.org 


„ Omron 

„ Rockwell Automation (Allen-Bradley)


Duomenų 

perdavimo 

sparta 

Kabelio 

ilgis 

CompoNet bruožai: 

„ Linijos topologija su atšakomis 

„ Max. 256 bitų įtaisai, 2IObitų vienam įtaisui 

„ Max. 128 žodžių įtaisai, 16 bitų / žodis įtaisui 

„ Vieno valdančiojo įtaiso tinklas 

4300 kbit/s 30 m 

1500 kbit/s … m 

93,75 kbit/s 1500 m 

Tinklo komunikacija 

„ CIP protokolas perduodamas iš aukštesnių lygių 

tinklų (DeviceNet, EthernetIP) į žemiausią CompoNet 

„ Neciklinė komunikacija; fiksuoto ilgio pranešimai 

parametrizavimo ir diagnostiko tikslais (44 baitai 

užklausoje) 

„ Ciklinė komunikacija priklauso nuo įtaisų skaičiaus, 

duomenų dydžio. Ciklas < 1ms


Naudojamos tokios pat 

priemonės kaip ir bendram 

CIP protokolui.

CC-Link LT 

Organizacija 

„ http://www.cc-link.org/ 


„ Mitsubishi

Techniniai duomenys


„ Ciklo trukmė - 1.2ms (greitis - 2.5Mbps / 4 taškų 

režimas / kai 64 moduliai prijungti) 

„ Maksimalus taškų skaičius - 1024 

(kai naudojamas 16 taškų režimas) 

„ Tinklo ilgis iki 500 m

IO-Link 

„ IO-Link ‟ nėra pramoninis tinklas, bet greičiau 

paprastas protokolas, kuris suteikia komunikacinių 

galimybių jau tinkle egzistuojantiems įtaisams. 

„ IO-Link tinklas naudoja egzistuojančią 24 VDC dviejų 

įtaisų sujungimą ( point-to-point) tarp prietaisų ir I/O 

kanalų; 

„ Duomenys siunčiami UART-pagrįsta impulsine 

moduliacija; 

„ Atstumas iki 15 metrų. 

„ http://www.io-link.com/

IO-Link privalumai 

„ Ptp ryšys 

„ Standartinis jutiklio/vykdiklio kabelis 

„ Nuosekli komunikacija 

Procesų duomenys 

„ binariniai signalai 

„ analoginiai signalai 

Serviso duomenys 

„ Parametrų duomenys 

„ Diagnostiniai duomenys


Charakteristikos: 

• Standartinė I/O prijungimo technika, kabeliai iki 

15…20m 

• Ciklinė komunikacija, ciklas - 2 ms su lygiagrečiai 

siunčiamais serviso duomenimis 

• Integruoti diferencijuoti diagnostiniai pranešimai 

• 24 V implsų moduliacija, standartinis UART 

protokolas

Produktai 

2007 

Sick kompanijos cilindrų jutikliai 

Sąsajos su kitais tinklais/Ethernet 

Sąsaja su AS-I

Prietaisų lygmens tinklai




Komunikacija 











Kompaktinės 



vietos 

Gamybinio 

vieneto 


Sujungtos, 

stotims 

orientuoti 

įrengimai 


gamykllos 


konstr. 

[matmenys ir 

struktūra]

Topologija 

[1] Vietinis tinklas/ Intranet 

[2] I/O tinklas 

[3] Prietaisų lygmens tinklas/ Fieldbus 

[4] Sąsaja su I/O tinklu 

1 

2 

3 

4

Profibus 

Svarbumas 

„ Profibus užima 40% pasaulinės rinkos 

„ Profibus - viena iš pagrindinių komunikacinių tinklų 

technologijų 

Organizacija 

„ 1400 narių kompanijų. 

www.profibus.com 

Tiekėjai 

„ Pagrinidnis Profibus tinklo komponentų tiekėjas - 

Siemens.


Savybės 

„ Linijos topologija, kelių valdančiųjų sistema 

„ Max. 126 prietaisų tinkle 

„ Max. 512 I/O kiekvienam prietaisui 

Duomenų 

perdavimo 

sparta [kBaud] 

Ilgis 

[m] 

9.6 1200 

19.2 1200 

93.75 1200 

187.5 1000 


„ Multi-master sistema valdymui ir vizualizavimui 

„ Profibus pavaldieji įtaisai ‟ pasyvūs tinkle; jie tik 

reaguoja 

„ Neciklinė komunikacija su “DPV1” versija 

parametrams ir diagnostikai 

„ Ciklo trukmė priklauso nuo įtaisų skaičiaus, 

duomenų apimties 

500 400 

1500 200 

3000-12000 100

Konfigūracija, parametrai 

2 

Įrangos (hardware) konfigūracija 

„ Moduliui orientuota konfigūracija ir tinklo konfigūracija 

atliekama naudojant įtaisų konfigūratorių (Hardware 

Configurator ); 

„ Jame nustatomi modulio/įtaiso parametrai bei 

paleidimo (start-up)parametrai. 

„ Visa svarbi informacija apie įtaisą saugoma bendrame 

įtaiso aprašo faile (generic station description file )(GSD) 

Konfigūravimo priemonės 

„ Siemens: “SIMATIC Step 7” 

„ Hilscher: “Sycon Configurator” 

Parametrizavimas 

„ Dažniausiai parametrai užkraunami į pavaldųjį įtaisą 

paleidimo pradžioje. Taip pat parametrai gali būti 

užkraunami iš PLV programos.

Diagnostika 

Diagnostika 

Byte 0 - Station-Status 1 

7 

0 

6 

0 

3 

OB82 

:BE 

Device 

specific 

failure 

OB1 

5 

0 

CALL SFC13 

cyclic 

Program 

4 

0 

3 

1 

2 

0 

1 

1 

OB86 

:BE 

Communication 

failure 

0 

1 

SFC13 

#3 -> DBn 

DP 

Diagnose 

1 

2 

BE = Block End 

-> OB is interpreted 

and SPS stays in 

RUN-Mode 

DBn 

1 

2 

3 4 5 

Diagnostic- 

Data 

„ Diagnostiniai duomenys ir parametrai dažniausiai 

integruoti GSD failuose ir nuskaitomi online režime 

per konfigūratorių ar PLV. 

„ 16 nustatytų gedimų tipų 

„ Sudėtingesnė diagnostika gali būti atlikta naudojant 

funkcinius blokus OB82 ir OB86 valdiklyje. 

„ Diagnostinė informacija struktūrizuota į: 

„ įtaisui/prietaisui orientuotą 

„ moduliui orientuotą 

„ kanalui orientuotą

Profibus valdantieji ir pavaldūs įtaisai 

1 2 

3 4 

5 

6 

7 

8 

„ Visi skirstytuvų salų ar nutolusių I/O mazgų 

gamintojai integruoja Profibus sąsajas 

„ Daugelis PLV tiekėjų integruoja Profibus 

valdančiuosius 

PLV: 

„ Siemens S7-300 [1], S7-400 [2] 

I/O: 

„ Siemens ET200 [3] [4] 

„ Phoenix Contact 

„ Wago 750 [5] 

„ Beckhoff Bus 

Skirstytuvų salos: 

„ Festo 

„ Bosch 

„ Norgren 

„ SMC

DeviceNet 

Svarbumas 

„ Nr. 2 ‟ pasaulinėje rinkoje 

Organizacija 


- DeviceNet, ControlNet ir Ethernet/IP technologijos 

- CIP (Common Industrial Protocol) protokolas 

- www.odva.org 

Tiekėjai 

„ Rockwell Automation (Allen-Bradley) PLV ir prietaisų 

tiekėjas 

„ Omron Azijos regione 

Rockwell Automation 

Omron


Savybės 


„ Max. 64 įtaisai 

„ Max. 512 I/O kiekvienam įtaisui 

„ Tinklo I/O duomenys apriboti DeviceNet skaitytuvu 

(scanner) 

Greitis 

Storas Plonas Atšaka 

kabelis kabelis 

500 kbit/s 100 m 100 m 6 m 

Komunikacija 

„ Įtaisai veikia kaip klientai ir serveriai, viename tinkle 

gali būti keletas valdančiųjų įtaisų 

„ Neciklinė komunikacija parametrams ir diagnostikai 


duomenų apimties 

250 kbit/s 250 m 100 m 6 m 

125 kbit/s 500 m 100 m 6 m

Konfigūracija, parametrai 

1 2 

EDS failai 

Įranogos (Hardware) konfigūracija 

„ Tinklo prietaisai priskirti PLV registrams su DeviceNet 

skanavimo moduliais. Prijungimo tipas ir I/O dydis 

koreguojami skanavimo sąraše (“Scanlist”) [1] 

Tinklo konfigūravimas 

„ Rockwell Automation: “RSNetworx DeviceNet tinklui” 

„ Omron: “DeviceNet Configurator” 

Omron palaiko “Auto-Config” režimą nenaudojant 

papildomų programų 

Parametrizacija 

„ Dažniausiai parametrai saugomi tinklo prietaisuose. 

Kai kurie PLV skaneriai palaiko “ADR ‟ Auto-Address 

Recovery” funkciją. Ši funkcija išsaugoja parametrus 

lokaliai PLV ir leidžia paleidimo (start-up ) 

parametrizaciją. 

„ Papildomai parametrus galima nusiųsti iš PLV 

naudojant “Explicit Messaging” pranešimus

Diagnostika 

Diagnostika 

„ Diagnostiniai duomenys ir parametrai integruoti EDS 

failuose 

„ Pagrindinė diagnostika integruojama naudojant 

būsenos registrus , juos “pririšant” prie prietaiso I/O 

duomenų 

„ Svarbesnė diagnostinė informacija integruojama PLV 

programoje naudojant “Explicit Messaging” (aiškių 

pranešimų) komandas

Valdantieji ir pavaldūs įtaisai 

1 2 

PLV: 

„ Allen Bradley 

ControlLogix [1] , SLC500 ir CompactLogix [2] 

„ Omron CJ1 [4] 

3 

4 

I/O: 

„ Allen Bradley 1734 Point I/O (IP20) [3] 

„ AB 1738 Armorpoint I/O (IP65) 

5 

7 

6 

8 

Skirstytuvų moduliai : 

„ Norgren VM [5] 

„ SMC EX250 [6] 

„ Numatics G2 [7] 

„ Festo [8]

Interbus 

Svarbumas 

„ Interbus - tai bendrai automobilių pramonėje 

naudojamas tinklas. Protokolas oficialiai išliestas 

1987. 

Organizacija 

„ “Interbus Club” 

-www.interbusclub.com 

Tiekėjai 

„ Phoenix Contact.


Bruožai 

„ Žiedo topologija su viena valdančiuoju įtaisu 

„ Max. 256 įtaisų tinkle 

„ Typical 256 I/O kiekvienam įtaisui 

„ Tinklo dydis iki 8192 I/O 


„ Kiekvienas įtaisas veikia kaip kartotuvas 

„ Tinklo žiedas turi būti uždaras 

„ Ciklo trukmė: 1ms (1 I/O) … 7,8 ms(1096 I/O) 

Komunikacijos greitis 

Kabelio ilgis (m) 

500 kbit/s (varinis k.) 12,8 km 

2000 kbit/s (Oprinis) 80 km

Konfigūracija ir parametrai 

“Hardware” konfigūracija 

„ Konfigūracijai naudojama CMD įrankis. 

„ Nustatymai saugomi valdančiąjame įtaise 


„ Phoenix Contact: “IBS CMD” 

Parametrizacija ir diagnostika 

„ Neciklinė komunikacija per “PCP kanalą”, leidžia 

knfigūruoti ir parametrizuoti tinklo įtaisus. 

„ Leidžiama paleidimo (start-up) parametrizacija 

„ Interbus neturi integruotos diagnostikos sąvokos

Tinklo pavaldieji įtaisai ir valdikliai 

1 

3 

PLV: 

„ Phoenix Contact [1] 

2 

4 

I/O: 

„ Phoenix Contact I/O [1] 

„ Lumberg ISL [2] 

„ Phoenix Contact [3] 

5 

6 


„ Festo CPV /CPX [4] 

„ Bosch Rexroth HF02/03 [5] 

„ SMC EX245 [6]

CANopen 

Svarbumas 

„ CANopen sukurtas judesio valdymui orientuotiems 

tinklams. 

Organizacija 

„ CiA (CAN in Automation) 

www.can-cia.org 

Tiekėjai 

„ CANopen įtaisų gamintojai ‟ mažos bei vidutinės 

kompanijos Europoje.


Greitis 1000 500 250 125 

kbit/s 

kbit/s kbit/s kbit/s 

62,5 

kbit/s 

Ilgis 30 m 100 m 250 m 500 m 1000 m 

Bruožai 


„ Max. 124 prietaisų tinkle 

„ Nutolę I/O prietaisai dažniausiai turi 4 PDO (process 

data objects) jungimosi poras: 256 I/O (CiA DS 401) 

„ Max. 512 PDO prisijungimai tinkle (kiekvienas po 8 

baitus) 


„ PDO (proceso duomenų objektai) cikliniam I/O 

duomenų apsikeitimui 

„ SDO (service data objects) necikliniam parametrų ir 

diagnostinės informacijos apsikeitimui 

„ NMT (Network Management) režimų nustatymui ir 

tinklo gedimų identifikacijai 


siunčiamų duomenų kiekio



„ Pavaldieji įtaisai priskirti tiesiogiai PLV registrams 

per PDO sujungimus. Nutolę I/O mazgai turi 1 PDO 

porą skaitmeniniai informacijai ir 3 PDO poras 

analoginiai informacija. 

Programinė įranga ir tinklo konfigūravimas 

„ Vector: “ProCANopen” 

„ Hilscher: “Sycon configuration tool” 


„ Parametrai nustatomi per SDO tiesiogiai PLV 

programoje. Tai leidžia parametrizaciją paleidimo 

(start-up) fazėje.

Diagnostika 

Diagnostika 

„ Diagnostinė informacija perduodama per SDO PLV 

programoje 

„ Naudojamas “Heartbeat” metodas pavaldžiųjų įtaisų 

būsenai tinkle sekti 

„ Pavaldieji įtaisai gali siųsti avarinės situacijos 

pranešimus. 

„ Diagnostiniai pranešimai siunčiami Canopen 

valdančiąjam įtaisui.

Pavaldieji ir valdantieji įtaisai 

1 

2 

PLV: 

„ Schneider Electric Modicon Premium 

„ Pramoniai PC su integruotu CANopen Master 

3 

4 

I/O: 

„ Beckhoff Bus moduliai 

„ Wago 750 series 

5 

6 

Kiti: 

„ Festo elektrinių pavarų kontroleriai 

„ Bosch Rexroth HF 02/03 skirstytuvų salos 

„ Camozzi Y skirtytuvų salo

CC-LINK 

Svarbumas 

„ CC-Link labiausiai paplitęs Azijoje, ypatingai 

Japonijoje 

Organizacija 

„ CC-Link Partner Association (CLPA) 

www.cc-link.org 

Tiekėjai 

„ Mitsubishi Electric


Bruožai 


„ Max. 64 stotys (Vers. 1.10) 

arba 64 tinklo įtaisai (Vers. 2.00) 

„ Tinklas apribotas iki 2048 I/O taškų (Vers. 1.10) 

arba iki 8192 I/O (Vers. 2.00) 

Komunikacijos greitis 

10 Mbps 100 

Kabelio ilgis (m) 

Komunikacija 

„ Vieno valdančiojo įtaiso sistema 

„ Galimos atšakos 

5 Mbps 160 

2.5 Mbps 400 

625 kbps 900 

156 Kbps 1200

Konfigūracija, parametrizacija, diagnostika 


„ Iki 4 stočių, prijungtų prie vieno tinklo įtaiso. 

Stočių skaičius priklauso nuo skaitmeninės (bitai) ir 

analoginės bei būsenos (žodžiai) duomenų. 

„ Vienai stočiai gali būti priskirta 16 skaitmeninių arba 

4 analoginiai kanalai 

Tinklo konfigūracija 

„ Mitsubishi Electric: “CC-Link Configurator” 

„ Mitsubishi PLC programinė įranga “GX Developer” 


„ Tinklo parametrai užkraunami, nukraunami, stebimi 

naudojant minėtas programinius įrankius 

„ Tinklo įtaisų parametrai ir diagnostika neprieinama 

tinkle.

Valdantieji ir pavaldieji įtaisai 

1 2 

PLV: 

„ Mitsubishi MELSEC System Q 

I/O: 

„ Mitsubishi MELSEC ST 

Skirstytuvų blokai: 

„ SMC EX12*, EX140, EX180, EX250 

„ CKD OPP…-1G OPP2…OPP6 

3 4

ControlNet 

Svarbumas 

„ Nr. 3 tinklas Šiaurės Amerikoje 

Organizacija 

„ ControlNet International 

- ODVA 

- www.controlnet.org 

Tiekėjai 



Pagrindiniai bruožai 

„ Linijos, medžio, žvaigždės ir mišri technologijos 

„ Max. 99 įtaisai tinkle 

Komunikacijos greitis Ilgis (m) 

5000 kbit/s (Koaksalinis) 5000 m (Koaksalinis 

su kartotuvu) 

5000 kbit/s (Optika) 30 km (Optiniai su 

kartotuvu) 

Komunikacija 

„ Gamintojo/vartotojo modelis padeda pavaldžiuosius 

ir valdančius įtaisus sinchronizuoti tuo pačiu metu 

„ Master/Slave, Multi master ir peer-to-peer 

komunikacijos metodai 

„ Galima ir neciklinė komunikacija 

„ Proceso duomenų perdavimas: 

sisteminė apklausa, ciklinė ir būsenos pasikeitimo 

„ Ciklo trukmė pasirenkama tarp 2 ir 100ms 

„ Informacijai kritinei laiko atžvilgiu suteikiamas 

prioritetas tinklo atnaujinimo laiko (NUT) 

intervaluose

Konfigūracija, parametrizacija, diagnostika 


„ Tinklo įtaisai priskiriami PLV registrams su 

ControlNet skanavimo moduliais. rijungimo tipas ir 

I/O dydis koreguojami skanavimo sąraše 

(“Scanlist”) . 

Tinklo konfigūravimo priemonės 

„ Rockwell Automation: “RSNetworx ControlNet” 

tinklui 

„ arba tiesiogiai PLV programamoje RSLogix 


„ Parametrai ir diagnostika sumažinti iki tinklo 

būsenos ir nustatymų 

„ Tinklo įtaisų parametrai ir diagnostika neprieinama 

tinkle.

ControlNet valdantieji ir pavaldieji įtaisai 

1 

2 

PLV: 

„ Allen Bradley ControlLogix [1] , SLC500 

I/O: 

„ Allen Bradley 1734 Point I/O (IP20) [2] 

3 

4 

Skisrtytuvų salos: 

„ SMC EX250 [3] 

„ Numatics G2 [4] 

5 

Sąsajos [5] 

„ ControlNet į DeviceNet 

Allen Bradley 1788-CN2DN

Pramoninio Ethernet komunikaciniai tinklai

Kas yra Ethernet? 

Ethernet ?? 

SMTP ?? 

TCP/IP ?? 

HTTP ?? 

UDP ?? 

Su terminu Ethernet siejami daugelis vietinio 

tinklo elementų: 

1. Oficialus standartas, įteisintas IEEE (Institute of 

Electrical and Electronics Engineers), IEEE 

802.3 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access 

with Collision Detection) 

2. Ethernet ‟ tai fizinio LAN (Local Area Network) 

apibrėžimas IEEE 802 

3. Ethernet ‟ tai apibrėžtų protokolų ir fizinių 

sąsajų grupė. 

4. Ethernet ‟ tai elektroninė terpė duomenų 

perdavimui, komunikacijoms ir protokolų 

panaudojimui.

Ethernet ISO/OSI tinklo modelyje 

OSI 

Pavadinimas 

Protokolas 

Ethernet apibrėžiamas 1-u ir 2-u ISO/OSI tinklo 

medelio lygmenimis 

lygiai 

7 

6 

5 

4 

3 

1. Ethernet apibrėžia kabelius, komunikacinę terpę 

įrangos sąsajas 1-ame lygmenyje. 

2. Duomenų prieiga naudojant CSMA/CD užvaldą ir 

Ethernet kadrus apirėžti antrame lygmenyje. 

3. Ethernet ‟ įpratas ofisuose ar įmonėse. 

Kompiuteriai, printeriai ir serveriai ‟ tipiniai 

ethernet vartotojai. 

2 

1 

Duomenų lygmuo 

Fizinis lygmuo 

Ethernet 

Token Ring 

WLAN 

Fieldbus

Ethernet Standartai 

Duomenų 

IEEE- 

Standard Pavadinimas Metai 

perdavimo 

greitis Kabelis 

802.3 10Base-5 1983 10 MBit/s Koaksalinis 

(DIX/AUI), 500 m 

802.3a 10Base-2 1988 10 MBit/s Koaksalinis (BNC), 

185 m 

802.3i 10Base-T 1990 10 MBit/s Vyta pora (RJ-45), 

100 m 

802.3j 10Base-FL 1992 10 MBit/s Optinis 

802.3u 100Base-TX 1995 100 MBit/s Vyta pora (RJ-45), 

100 m 

802.3u 100Base-FX 1995 100 MBit/s Optinis 

802.3z 1000Base-SX 1998 1 GBit/s Optinis 

1000Base-LX 

802.3ab 1000Base-T 1999 1 GBit/s Vyta pora (RJ-45) 

802.3ae 10GBase-SR 

10GBase-SW 

10GBase-LR 

10GBase-LW 

10GBase-ER 

10GBase-EW 

10GBase-LX4 

2002 10 GBit/s Optinis 

Ethernet apibrėžia skirtingus greičius, kabelius ir 

topologijas. 

1. 10 Mbit/s ‟ Ethernet 

2. 100 Mbit/s ‟ Fast Ethernet 

3. 1000 Mbit/s ‟ Gigabit Ethernet 

4. 10 Gbit/s ‟ 10 Gigabit Ethernet

Ethernet adresas 

00 ‟ OE ‟ F0 - 00 - 02 ‟ 08 

Pirmi 3 baitai nustatyti gamintojo, 

paskutinai 3 baitai ‟ gamyboje. 

Kiekvienas ethernet įtaisas turi savo unikalų 

ethernet adresą. 

(dar vadinamą MAC adresu arba MAC-ID) 

Tinklo prieigos lygyje įtaisai komunikuoja 

vienas su kitu per MAC-ID

TCP/IP stekas 

OSI Pavadinimas Protokolas 

7 Vartotojo HTTP, FTP, ... 

6 

5 

4 Transporto TCP UDP 

3 Tinklo IP 

2 

1 

Tinklo prieiga Ethernet 

Token Bus 

WLAN 

Field bus 

1. Logine komunikacija tarp įtaisų viename ar 

keliuose tinkluose rūpinasi 3 ir 4 OSI modelio 

lygmenų funkcijos, čia figuruoja terminas TCP/IP 

2. 5 ir 6 lygmuo nenaudojami 

3. 7 lygmuo apibrėžia aplikacijų protokolus 

(pvz. Web naršyklė ir web serveris) 

4. 3 ir 7 lygmenų protokolai dažnai apibrėžiami kaip 

TCP/IP stekas 

Stekas ‟ duomenų struktūra, veikianti LIFO (angl. „last 

in first out“) principu. Kitaip tariant, iš steko visada 

paimamas paskutinis į jį padėtas elementas, po to ‟ 

priešpaskutinis ir t.t. Tai primena plytas, kraunamas 

vienas ant kitų stulpu. Stekas palaiko dvi pagrindines 

operacijas ‟ push (padėti) ir pop (pasiimti).

Interneto Protokolas (IP) – tinklo protokolas 

Ethernet tinklas 1 

su maršrutizatoriumi 

192.168.1.56 

Telefoninis tinklas 

Interneto protokolas 

1. Per Interneto protokolą gali komunikuoti 

skirtingi tinklai. 

2. Loginiai IP adresai apibrėžia tinklo struktūrą. 

3. Naudojant tinklo kaukes (network-masks) IPadresus 

galima išplėsti į subtinklus. 

IP adresas 

1. IP-adresas apibrėžiamas 4 skaičiais. Kiekvienas 

skaičius gali įgyti reikšmę nuo 0 iki 255 

2. Iki 4.3 milijonų adresų 

3. Skirtingi adresai suteikiami skirtingiems 

vartotojams. Bendro naudojimo (10.x.x.x) ir 

privačiam naudojimui (192.168.x.x) 

Ethernet tinklas 2 

su maršrutizatoriumi 

212.45.33.26

TCP ir UDP – Transporto protokolai 

TCP ‟ Transfer Control Protocol 

TCP sukuria virtualią jungtį. Duomenys suskaidomi į 

paketus. Paketai siunčiami gavėjui. Jei paketai 

nepasiekia tikslo, siuntėjas juos siunčia iš naujo. 

Dažniausiai naudojamas laikmenų siuntimui. 

UDP ‟ User Datagram Protocol 

UDP siunčia paketus be patvirtinimo. Naudojamas 

ypatingai greitam duomenų perdavimui.

Panaudojimo protokolai 

Panaudojimo protokolai skirti duomenų 

perdavimui tarp programų. 

Internet 

FTP 

Email 

Telnet 

Pavyzdžiai: 

„ HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) 

naudojamas internetinių puslapių siuntimui 

tarp tinklo (web) serverio ir tinklo naršyklės. 

„ FTP (File Transfer Protocol) 

laikmenų siuntimui tarp lokalių arba serverinių 

sistemų. 

„ SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 

e-laiškų siuntimui tarp programų ir e-laiškų 

serverių.

Kas yra Pramoninis Ethernet? 

Pramoninis Ethernet apibrėžia: 

1. Ethernet komponentų pritaikymas agresyvioje 

pramoninėje aplinkoje 

2. Magistralinio ryšio komunikacinius protokolus 

naudojant TCP/IP 

3. Galimybę prieiti prie informacijos ir inžinerijos 

privalumus per lokalų tinklą ir IT technologijas.

Pramoninio Ethernet komponentai 

Standartiniai komponentai 

Pramoniniai komponentai 

Tipiniai ethernet komponentai kartotuvai, 

paskirstytojai su RJ45 jungtimis. 

1. Pramoninė aplinka apibrėžia griežtesnes 

sąlygas: 

- Aukšti apsaugos laipsniai, pvz.. IP65/67 

- Temperatūra 

- Vibracijos 

- Patikimumas, … 

2. Tipiniai komponentai neišpildo šių 

reikalavimų. 

3. Pramoniniai komponentai brangesni už 

standartinius.

Pramoninio Ethernet komponentai 

Tam, kad realizuoti ethernet pritaikymus pramonėje, 

sukurti nauji protokolai: 

1. Ethernet/IP 

2. ProfiNet 

3. MODBUS/TCP 

4. EtherCAT 

5. Ethernet Powerlink




Komunikacija 











Kompaktinės 



vietos 

Gamybinio 

vieneto 


Sujungtos, 

stotims 

orientuoti 

įrengimai 


gamykllos 


konstr. 

[matmenys ir 

struktūra]

Pramoninis Ethernet 

EtherNet 

Fieldbus 

I/O-Bus 

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

Tinklo topologija su magistrale 

4 

[1] Bendras tinklas / Intranet 

[2] Automatikos tinklas / su Ethernet 

[3] Įtaisų magistralė / Fieldbus 

[4] Ethernet sąsajos serveris 

1 

4 

2 

3

Tinklo topologija su magistrale 

4 

[1] Bendras tinklas / Intranet 

[2] Automatikos tinklas / su Ethernet 

[3] Įtaisų magistralė / Fieldbus 

[4] Ethernet sąsajos serveris 

[5] Magistralės sąsajos įtaisai 

1 

4 

6 

2 

5 

3

Technologija: pagrįsta TCP/IP 

„ TCP/IP pagrįsta koncepcija naudoja standartinę, 

Automatikos protokolai 

nepakeistą Ethernet techninę įrangą 

IT-Tech. 

„ Valdymas realiame laike apribotas: 

HTTP 

SMTP 

FTP 

DHCP 

Proceso duomenys 

(I/O) 

Parametrų duomenys 

Software 

- tinklo įtaisais (pvz., komutarotorius) 

- Įranga nepritaikyta realaus laiko darbui 

„ Magistralės ciklo užklausų periodiškumas = 10ms 

TCP/UDP 

IP 

Standartinis Ethernet kontroleris 

Hardware 

CBA

Technologija : Prieiga realiame laike 

IT-Tech. 

HTTP 

SMTP 

FTP 

DHCP 


Proceso duomenys 

(I/O) 


Software 

„ Įtaisai koordinuoja priėjimą prie realuas laiko 

duomenų ir lygiagrečiai prie TCP/IP duomenų. 

„ Magistralės ciklo užklausų periodiškumas < 

10ms 

TCP/UDP 

IP 

Real-Time 

prieiga 

Standartinis Ethernet kontroleris 

Hardware 

RT

Technologija : realaus laiko techninė įranga 

IT-Tech. 

HTTP 

SMTP 

FTP 

DHCP 


Real-Time duomenys 

(I/O) 


Software 

„ Koncentruojamasi ties tinklo greičiu 

„ Specialus Ethernet kontroleris su optimizuota 

prieiga prie realaus laiko duomenų 

„ TCP/IP duomenims priskirtas žemesnis 

prioritetas 

„ Magistralės ciklo užklausų periodiškumas < 

1ms 

TCP/UDP 

IP 

Real-Time 

prieiga 

Real-Time Ethernet kontroleris 

Hardware 

IRT

Ethernet/IP 

Regioninis Ethernet/IP paplitimas 

Aktualumas 

„ Ethernet/IP (Ethernet Industrial Protocol) 

„ Rockwell Automation tinklo architektūros dalis 

„ Tikimasi užimti didelę rinkos dalį 

Organizacija 


- DeviceNet, ControlNet ir Ethernet/IP technologijų 

vystymas. 

- CIP (Common Industrial Protocol) 

- Other topics: CIPMotion, CIP Safety, CompoNet 

- www.odva.org 

Tiekėjai 



Magistralės požymiai 

„ Switched Ethernet topologija 

„ Įtaisų identifikacija pagrįsta IP-adresais 

„ Pavaldžiųjų įtaisų skaičius apribojamas Ethernet/IP 

tiltų (bridge) moduliais. Iki 64 prijungimų. 

Greitis 

Rekomenduoja Kabelių ilgis 

ma tinklo 

periferija 

10 Mbit/s Lengvai 

100 m 

100 Mbit/s 

valdomi 

100 m 

1000 Mbit/s 

komutatoriai 

(switches) 

Priklauso nuo 

periferijos 


„ Ciklo laikas priklauso nuo prijungimų skaičiaus ir 

dažnių juostos, kuri naudojama kitoms TCP/IP 

aplikacijoms. 

„ Komunikacija pagrįsta TCP (aiškiais) ir UDP 

(numanomais) pranešimais.


Techninės įrangos konfigūracija 

„ Magistralės įtaisai priskiriami tiesiogiai PLV projekte. 

Programiniai įrankiai tinklo konfigūracijai 

„ Rockwell Automation: 

PLV programinis paketas “RSLogix 5000” 

„ Neturi diagnozavimo galimybių 

Parametrizacija ir diagnozė 

„ Parametrai nustatomi, naudojant tiekėjo sukurtus 

programinius įrankius

Ethernet/IP valdantieji ir pavaldieji įtaisai 

1 2 

3 

PLV: 

„ Allen Bradley 

ControlLogix [1] ir CompactLogix [2] 

I/O: 

„ Allen Bradley 1734 Point I/O (IP20) [3] , 

1738 Armorpoint I/O (IP65) 

4 5 


„ Numatics G2-2 [4] 

„ Parker IsysNet [5] 

6 

Sąsajos: 

„ Ethernet/IP į DeviceNet tinklą 

AB 1788-EN2DN [6]

ProfiNet 

Aktualumas 

„ Tikimasi, kad ateityje ProfiNet turėtų dominuoti tarp 

pramoninių ethernet tinklų. 

Organizacija 

„ Fieldbus klubas yra PNO (Profibus User Organization) 

- www.profibus.com 

Tiekėjai 

„ Siemens 

„ Phoenix Contact


Bruožai 

„ Žvaigždės, medžio, linijos topologijos su 

integruotais komutatoriais, kelių 

valdančiųjų sistema 

„ Max. 255 tinklo įtaisų viename segmente 


„ Neribotas parametrų skaičius 

„ Maks. kabelio ilgis 100m 

Komunikacija 

„ Multi-master sistema valdymui ir 

vizualizacijai 

„ Ciklinė komunikacija; atnaujinimo laikas 

konfigūruojamas kiekvienam įtaisui. 

„ ProfiNet RT, IRT ir NRT

Konfigūravimas ir parametrai 

“Hardware“ konfigūracija 

„ Moduliui orientuota konfigūracija ir tinklo 

konfigūracija atliekama naudojant įtaisų konfigūratorių 

(Hardware Configurator ); Jame nustatomi modulio / 

įtaiso parametrai bei paleidimo (start-up)parametrai. 

„ Visa svarbi informacija apie įtaisą saugoma bendrame 

įtaiso aprašo faile (GSDML) 

„ Konfigūracija panaši į Profibus DP 


„ Siemens: “SIMATIC Step 7” 


„ Dažniausiai parametrai užkraunami į pavaldųjį įtaisą 

paleidimo pradžioje. Kai kurie įtaisai palaiko funkciją 

“startavimas su vietiniais parametrais

Diagnostinė informacija 

Baitas 0 - Stoties būsena 1 

7 

0 

6 

0 

3 

OB82 

:BE 

Device 

specific 

failure 

5 

0 

4 

0 

3 

1 

2 

0 

1 

1 

OB86 

:BE 

Communication 

failure 

0 

1 

1 

2 

BE = Block End 

-> OB is interpreted 

and SPS stays in 

RUN-Mode 

Diagnostika 

„ Priėjimas prie proceso duomenų, naudojant 

standartinius ofiso IT įrankius. 

„ Diagnostinė koncepsija panaši į Profibus DP 

„ IT-technologijos panaudojimas piėjimui prie įtaiso 

duomenų su specifiniais tiekėjo įrankiais 

OB1 

CALL SFC13 

cyclic 

Program 

SFC13 

#3 -> DBn 

DP 

Diagnose 

DBn 

1 

2 

3 4 5 

Diagnostic- 

Data

Tinklo įtaisų pavyzdžiai 

1 2 

PLV: 

„ Siemens S7-300 [1], S7-400 [2] 

„ Phoenix Contact Inline Master [5] 

3 4 

I/O: 

„ Siemens ET200s (IP20) [4], 

ET200pro (IP65) [3] 

„ Phoenix Contact Inline (IP20) [5] 

5 

7 

Valve Terminal: 

„ Norgren VS26 su Siemens ET200pro [6] 

„ Festo skirstytuvų sala su I/O [7] 

6 

Gateways: 

„ ProfiNet į ProfiBus 

„ ProfiNet į Interbus

Modbus/TCP 

Aktualumas 

„ Modbus TCP ypač naudojama Schneider Electric 

tinkluose 

Organizacija 

„ Modbus-IDA 

www.modbus.org 

Tiekėjai 

„ Schneider Electric


Bruožai 

„ Komutuojamo Ethernet technologija (naudojant 

komutatorius) 

„ Įtaisų identifikacija pagrįsta IP adresu 

„ Pavaldžiųjų įtaisų skaičių riboja Modbus/TCP 

valdantysis įtaisas 

Komunikacijos 

greitis 

Rekomenduoja 

ma tinklo 

Kabelio ilgis tarp 

sujungimų 

periferija 

10 Mbit/s Komutatoriai 100 m 

100 Mbit/s 100 m 

1000 Mbit/s Priklauso nuo 

periferijos 

Komunikacija 

„ Modbus/TCP ‟ paprastas protokolas, esantis viduje 

TCP/IP pranešimo, naudojant 502 portą 

„ Iš anksto apibrėžtas registrų rinkinys naudojamas 

prieigai prie I/O duomenų ir parametrų. 

„ Daugelis PC programinių priemonių palaiko 

tvarkykles prieigai prie Modbus/TCP tinklo įtaisų 

„ Nereikalinga speciali įranga



„ Tinklo įtaisų I/O yra priskiriami bito arba 2 baitų 

registrams tiesiogiai PLV projekte 

„ Papildomai reikia pasirinkti I/O registrų tipą (read, 

write, read/write) 


„ Schneider Electric PLC programinė įranga “Unity Pro” 

„ Laisvai prieinamos programos imituojančios 

Modbus/TCP valdantįjį įtaisą 


„ Parametrai nustatomi, naudojant gamintojo 

programinę įrangą arba per Modbus/TCP registrus iš 

PLV programos 

„ Parametrų integravimas į tinklo įtaisų aprašymo 

failus (device description file) neįmanomas

Modbus/TCP įranga 

1 2 

3 4 

PLV: 

„ Schneider Electric Premium 

„ PC pagrįstos valdymo stotys su Modbus/TCP 

tvarkyklėmis 

I/O: 

„ Schneider Electric Advantys 


5 

6 

Vožtuvų salos: 

„ Norgren VM [5] 

„ Festo CPX-FEC [6]

EtherCAT 

Aktualumas 

„ EtherCAT - optimizuotas sprendimas uždaro valdymo 

atšakose. Su trumpomis ciklo trukmėmis ‟ tai idealus 

sprendimas judesio valdymo sistemoms 

Organizacija 

„ EtherCAT technologijų grupė 

www.ethercat.org 

Tiekėjai 

„ Beckhoff - pagrindinis EtherCAT valdymo ir I/O 

sistemų tiekėjas


Bruožai 

„ 2 Ethernet portai integruoti EtherCAT čip’e 

„ Linijos, žiedo, medžio, žvaigždės topologijos 

įmanomos 

„ Automatinis tinklo adresavimas 

Komunikacija 

„ EtherCAT valdantysis įtaisas naudoja standartinius 

Ethernet portus. 

Pavaldiesiems įtaisams reikalingas specialus 

EtherCAT ASIC (application-specific integrated 

circuit ) 

„ Nereikia papildomos ethernet įrangos 

„ CANopen per EtherCAT (CoE) naudojama įtaisų 

profiliams ir parametrams 

„ Tinklo ciklo trukmė < 0.5 ms


XML (ang. eXtensible Markup Language) yra W3C 

rekomenduojama bendros paskirties duomenų struktūrų bei 

jų turinio aprašomoji kalba. Pagrindinė XML kalbos paskirtis 

yra užtikrinti lengvesnį duomenų keitimąsi tarp skirtingo tipo 

sistemų, dažniausiai sujungtų internetu. 


„ Įtaisų I/O priskirti cinkliniams PDO prisijungimams 

„ EtherCAT įrankiai leidžia skanuoti prijungtą įrangą 

tinkle 

„ Įrangos negalima adresuoti rankiniu būdu, kadangi 

tinklas sukuria žiedo topologiją 


„ Beckhoff PLC programinė įranga “TwinCAT“ su 

“System Manager” leidžia konfigūruoti EtherCAT 

tinklą 

Parametrizavimas ir diagnostika 

„ Parametrizacija ir diagnostika panaši į CANopen 

tinklo. Per SDO galima “prieiti”’ prie įtaisų 

„ Įtaisų duomenys integruoti naudojant XML failus

EtherCAT įranga 

1 2 

PLV: 

„ Beckhoff CX [1] 

„ PC pagrindu pagrįstos valdymo sistemos su Beckhoff 

TwinCAT programine įranga 

3 

I/O: 



SMC, Festo,Bosch Rexroth 

5 

4

3 - Komunikaciniu tinklu apzvalga.skaidres.pdf

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?