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透明就绪—实用的工业以太网服务(三)

huarong  发表于 2007/11/6 11:51:50      1093 查看 3 回复  [上一主题]  [下一主题]

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  4.3  I/O扫描服务
  在进行了简单的配置之后,I/O扫描服务用来在以太网上对分布式I/O设备进行数据交换,这一过程不需要编制程序。



  图1  I/O扫描服务


  基于Modbus关于TCP/IP的主/从协议来发送读/写请求,就可以以透明的方式对I/O设备进行扫描。这是一种通过标准协议来实现的扫描服务,所以,所有在TCP/IP上支持Modbus服务器的设备,都能实现该种通信。
  这项服务需要定义如下内容:
  ·   为读输入预留的一个%MW字区;
  ·   为写输出预留的一个%MW字区;
  ·   确定刷新周期,此时间独立于PLC的扫描时间。
  在操作过程中,模块会:
  ·   管理TCP/IP与每一个分布式设备的连接;
  ·   对设备进行扫描,把I/O复制到设定的%MW字区;
  ·   返回状态字,以便于从PLC应用程序能对服务的正确操作进行监控;
  ·   在遇到通信问题时,使用预定义的“失效值”。


点击看大图
  图2  I/O扫描服务的诊断网页


  4.4  FDR服务(故障设备更换服务)
  更换故障设备服务使用标准的BOOTP,DHCP,文件管理和TFTP技术,其目的是简化以太网设备的维护操作。
  该服务可以用新的设备来更换发生故障的设备,并且在更换的过程中,可以保证系统能够对其进行检测,识别和自动重启,无需费力的手工操作。



  图3  故障设备更换


  图4  故障设备更换的配置


  该服务的主要步骤包括:
  (1)   一个使用FDR服务的设备发生了故障。
  (2)   在备件库存中找到相同类型的新一个设备,预先用老设备的“角色名称”对它进行设置,然后将其安装到网络中。
  (3)   FDR服务器可以是:
  ·   带有嵌入式以太网的Premium处理器;
  ·   带有嵌入式以太网的Quantum处理器;
  ·   Premium以太网模块:TSX ETY;
  ·   Quantum以太网模块:140NOE 771。
  服务器对新添加的设备进行检测,配置IP地址,并把所有的配置参数传送给它。
  如果经过校验,所替换设备的所有参数都与老设备特性兼容,就可以把它切换到工作模式。

  4.5  Global Data服务(全局数据服务)
  全局数据交换服务可以确保在同一个分布组的不同工作站之间进行实时数据交换。它用来对远程应用程序进行同步化操作,或者在若干个分布式应用程序之间共享公共数据。
  交换过程是基于一个标准的生产者/消费者协议来进行的。它在产生最小网络负载的同时,也能够保证最优化的性能。这一RTPS(实时信息的发布与预订)协议由IDA(分布式自动化接口)组织所推行,并且已经被一些制造商作为一种标准所采用。



  图5  全局数据服务


  特点:在同一个分布组内,最多可以有64个工作站参与全局数据共享。
  每一个工作站可以:
  ·   发布一个1024字节的变量。发布的时期可以预先设定,其范围可以从处理器的一个MAST任务周期到多个MAST任务周期。
  ·   订阅 1到64组变量。每组变量的有效性都通过健康状态位来进行控制,该位连接到一个在50毫秒到1秒之间的更新超时配置。预订变量的总长度可达到4K毗邻字节。



  图6  全局数据服务的配置


  为了进一步优化以太网网络性能,可以利用撟椴ヂ瞬ㄆ鲾选项来对全局数据进行设定,该选项和ConneXium类型的交换机一起使用,使发送数据的操作只在有全局数据订阅的端口上进行。如果没有使用这种交换机,全局数据就会在所有的交换机端口进行“组播”传送。


  全局数据服务诊断
  诊断页面使用一个带颜色的代码来显示全局数据的状态:
  ·   配置过的站/未配置的站/发生故障的站;
  ·   发布/订阅。



  图7  全局数据服务诊断


  4.6  NTP服务(时间同步服务)
  时间同步服务是基于NTP(网络时间协议)协议的服务。这个协议用来对以太网TCP/IP中的客户机或者服务器的时间进行同步化操作,该时间可以从一个服务器或者另外的参考时间源 (无线广播,卫星,等)得到。



  图8  时间同步服务


  在Modicon Quantum Unity2.0版本以及Premium Unity2.0版本自动化平台中的以太网TCP/IP通信模块,拥有一个NTP客户端组件。该组件可以通过请求(单点传送)连接到一个NTP服务器上,用于更新本地的时间。模块时钟可定期更新(1到120秒),其误差对标准处理器不超过10毫秒,对高性能处理器则不超过5毫秒。如果无法连接到指定的NTP服务器,以太网TCP/IP模块就会切换到一个备用的NTP服务器。
  PLC处理器时钟也可对自身的时间进行更新,对于标准的处理器来说,误差为5毫秒,对于高性能的处理器来说,则为1毫秒。系统有一种功能块,专门用于读取该时钟。在每一个PLC应用程序中,事件或者变量都可以打时间标记。
  以太网模块的时间同步服务是通过网页来进行配置的。操作者可以对时区进行设定。



  图9  时间同步服务配置网页


  另外,还有一个用于时间同步(NTP)的诊断网页。



  图10  时间同步的诊断网页

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