Aktuální vydání

celé číslo

08

2020

Mozaika novinek a informací

Restart ekonomiky

celé číslo

Připojování technických zařízení protokolem TCP/IP

Automa 3/2001

(FCC Průmyslové systémy)

Připojování technických zařízení protokolem TCP/IP

Přes velké rozšíření průmyslových sběrnic se neustále zvyšuje počet aplikací, ve kterých se pro propojení technologických zařízení používá síť Ethernet a protokol TCP/IP. V loňském roce se pracovníci firmy FCC Průmyslové systémy zúčastnili konference distributorů firmy Westermo Teleindustri, na které bylo hodně času věnováno zkušenostem a směřování trhu průmyslových komunikací. Většina účastníků ze západní Evropy se shodla na zkušenosti, podle které v letech 1998 až 1999 vrcholil zájem o modemy pro komunikaci prostřednictvím veřejné telefonní sítě, ať již analogové nebo ISDN. V roce 2000 se objevil prudký nástup ve dvou nových směrech: mobilní sítě a intranetové a internetové sítě s protokolem TCP/IP.

Obr. 1.

Důvodů je několik. TCP/IP je univerzální protokol nezávislý na hardwaru s podporou ve všech operačních systémech. Hardware je levný a neustále se rozvíjí. Převážná část firem má již vybudovánu rychlou (ve většině případů optickou) intranetovou síť pro přenos dat v informačním systému.

Typickým příkladem jsou distribuční firmy tepla, plynu nebo vody. Z minulosti mají vybudovány systémy sběru dat, které soustřeďují naměřené hodnoty v dispečincích. Do dispečinku je téměř vždy zaveden optický kabel intranetové sítě společnosti. Stačí tedy spojovací článek, který propojí technologickou síť měřičů, pracující většinou v asynchronním sériovém režimu, s intranetem podniku.

Existuje několik cest. Pro nejjednodušší aplikace, kdy jde skutečně pouze o přenos dat, lze s výhodou použít různé převodníky sériového rozhraní na Ethernet. Jedním z takových převodníků je např. ADAM-4570, o kterém jsme psali v letošním lednovém čísle. V aplikacích, které jsou uvedeny v předcházejícím textu, však většinou takto jednoduchá komunikace nestačí.

Zařízení, které splní požadavky uvedených úloh, v sobě musí zahrnovat server technologické sítě a směrovač (router) TCP/IP. Často je žádoucí i dálková správa serveru, možnosti parametrizace, upgrade programového vybavení a další požadavky.

Zdánlivě nejjednodušším řešením je použít jednoduchý systém s jednočipovým mikropočítačem a řadičem Ethernet. Toto řešení se však vyplatí jen při velkých sériích. Z hlediska kompatibility a nákladů na vývoj je naopak nejsnazší cestou použít počítač typu PC.

Z hlediska softwarového řešení je několik cest:

  • aplikace v prostředí MS-DOS,
  • aplikace v prostředí Windows CE,
  • aplikace v prostředí Windows NT embeded,
  • aplikace v prostředí Linux,
  • aplikace v dalších operačních systémech reálného času (Epoc, PalmOS).

Nevýhodou řešení postaveného na Windows CE i NT embedded jsou relativně vysoké ceny konečného produktu. Ten musí kromě příslušných licencí zahrnovat i instalaci operačního systému firmy Microsoft na konkrétní sestavu počítače. Operační systém instaluje pomocí vývojového kitu školený zástupce dodavatele. Pro malé systémy má proto význam použít MS-DOS nebo Linux.

Výhoda MS-DOS spočívá v nízké ceně, jednoduchosti a relativní „průhlednosti“. Tuto cestu lze doporučit tam, kde je z nějakých důvodů nutné kontrolovat časové sdílení procesoru aplikačním a komunikačním programem.

Při použití operačního systému MS-DOS je třeba transformovat paralelní chod několika úloh na časový multiplex řízený různými přerušeními. Tato úloha není pro komerční řadiče rozhraní Ethernet ve spolupráci s drivery tak obtížná, jak se na první pohled zdá. Je tedy možné se věnovat ošetření provozu na technologické podsíti. V sharewarové knihovně WATTCP lze najít utility v jazyce C. Zručný programátor se s problémem časového multiplexu vypořádá bez obtíží.

Operační systém Linux, již ze své podstaty víceúlohový, se zabudovanou podporou TCP/IP přímo v jádru, usnadňuje programování paralelního chodu úloh. Nejvhodnější pro popisované účely se nám zatím jeví distribuce Debian Linux. Snad ani ne proto, že je zcela volně k dispozici, spíše pro to, že je ve světě Linuxu charakterizována jako „konzervativní a velmi stabilní“.

Miniaturní průmyslové počítače řady MBPC (obr. 1) umožňují využít obě cesty – MS-DOS i Linux.

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