|
Ethernetový modem Westermo Teleindustri
Převodníky sériových rozhraní na Ethernet se využívají jako jednoduchá cesta, kterou lze připojit běžná zařízení se sériovým rozhraním do sítě průmyslového Ethernetu nebo připojit vzdálená zařízení, např. PLC, prostřednictvím sítě Intranet nebo Internet.
Firma FCC Průmyslové systémy dodává převodníky Advantech Adam-4570, které se již osvědčily v mnoha aplikacích. Jejich největším omezením však je, že na jedné straně propojení vždy musí být PC s instalovaným operačním systémem Windows NT/2000 a speciálním driverem. Dalším omezením je skutečnost, že jsou primárně určeny pro přenos protokolu ASCII typu Adam a při přenosu jiných protokolů mohou nastat potíže.
Nyní je na trh uváděn plnohodnotný ethernetový modem ED-10, kterým lze spojit v podstatě libovolná zařízení se sériovým rozhraním.
Nejjednodušší aplikací je propojení dvou přístrojů. K propojení lze použít: „křížený“ ethernetový kabel pro krátkou vzdálenost, místní síť Ethernet LAN, intranet nebo internet (zajistí-li se odpovídající překlad IP adres).
Na obr. 1 jsou ukázány další možnosti použití ED-10. Je jím možné připojit vzdálený segment sítě nebo vzdálenou stanici prostřednictvím sítě Ethernet LAN, intranetu nebo internetu. Výhodou je, že k převodníku se lze připojit přes rozhraní RS-232 a RS-422 i přes poloduplexní rozhraní RS-485. Ušetří se tak převodníky rozhraní a síť se zjednoduší.
V čem se ED-10 liší od jiných převodníků sériových rozhraní na Ethernet? Jeho přednosti vyniknou při znalosti dvou základních překážek, na které naráží přenos sériových protokolů prostřednictvím internetu:
- Převodník balí pakety TCP/IP podle jiných pravidel než přenášený protokol a koncové zařízení detekuje přijatý paket jako neúplný nebo poškozený.
- Nedefinovatelná zpoždění paketů v síti způsobují stav, kdy koncová zařízení hlásí výpadek spojení, neboť většina sériových protokolů používá pro detekci selhání komunikace limitní časové odezvy – timeout.
Jak se s těmito překážkami vypořádá ED-10? Nedefinovatelné zpoždění v síti je neodstranitelnou vlastností nespojované komunikační sítě, která je základem všech internetových technologií. Lze je však různými způsoby zkracovat. Jedním ze způsobů je volba vhodného protokolu. ED-10 nepoužívá k přenosu dat obvyklý protokol TCP/IP, ale UDP. Tento protokol nenavazuje spojení a nepotvrzuje jednotlivé pakety. Oprávněně se předpokládá, že jde o převodník určený k přenosu sériových protokolů vyššího typu, které tyto služby již zajišťují samy o sobě. Tak se podstatně zkrátí doba přenosu paketu a případná zpoždění se dostanou do rozsahu akceptovatelného nastavením limitních dob odezvy na přijímací straně.
Kompatibilitu telegramů přenášeného sériového protokolu s pakety UDP řeší ED-10 uplatněním zásady, že je-li to možné, balí se jeden telegram do jednoho paketu UDP. Omezuje to sice délku přenášeného telegramu na 256 znaků, ale podstatným způsobem se zvyšuje spolehlivost přenosu. Konfigurační program ED-10 poskytuje několik nástrojů pro nastavení pravidel pro vytvoření paketu UDP. Tato pravidla přitom vycházejí z vlastností obvyklých sériových protokolů.
Z příchozího toku dat lze vytvořit paket UDP několika způsoby. Prvním z nich se paket vytvoří v okamžiku, kdy je detekován zvolený znak. Tato možnost je výhodná pro protokoly, pro které je charakteristický ukončovací znak telegramu. Například v protokolech ASCII to obvykle bývá CR/LF, v binárních protokolech některý z řídicích znaků, např. EOF. Po přijetí tohoto znaku jsou všechna předchozí data zabalena do jednoho paketu UDP a odeslána. Navíc lze zvolit, zda bude ukončovací znak k UDP paketu přibalen, nepřibalen, či nahrazen jiným znakem.
Druhým způsobem je vytvoření paketu tehdy, je-li mezi příchozími znaky časová prodleva větší, než je nastaveno. Některé sériové protokoly, např. ty, které jsou odvozeny z Profibusu, používají jako oddělovače telegramů časové prodlevy. Dojde-li k přerušení toku dat na sériovém portu na dobu delší, než je nastaveno, zabalí ED-10 všechny předchozí znaky do paketu UDP a odešle je.
Třetím způsobem se vytvoří paket, když je dosaženo nastaveného počtu znaků. Tato možnost je využitelná spíše tam, kde mají připojená zařízení omezenou kapacitu vstupní zásobníkové paměti (buffer). Kromě prostého balení lze nastavit i některé podmínky fragmentace paketů UDP.
Uvedené podmínky lze kombinovat a nastavit tak i pravidla vyhovující i komunikaci s velmi speciálním zařízením.
FCC Průmyslové systémy s. r. o.
info@fccps.cz
www.fccps.cz
400 11 Ústí nad Labem, SNP 8, tel.: (047) 277 41 73, fax: (047) 277 21 15
603 00 Brno, Vinařská 1a, tel.: (05) 43 21 56 54, fax: (05) 43 21 56 55
182 00 Praha 8, U Slovanky 3, tel.: (02) 66 05 20 98, fax: (02) 68 80 819
|