Čo je to dátový komunikačný systém?
Komunikácia cez zbernicu CAN
Zbernica Controller Area Network (CAN) je zbernica sériového komunikačného protokolu určená pre aplikácie v-reálnom čase. Môže prenášať signály cez krútenú dvojlinku, koaxiálny kábel alebo optické vlákno. Vďaka svojmu vysokému výkonu, vysokej spoľahlivosti a vynikajúcim-vlastnostiam v reálnom čase sa CAN stala jednou z celosvetovo najrozšírenejších priemyselných zberníc.
V súčasnosti je CAN komunikácia hlavnou komunikačnou metódou pre systémy správy batérií (BMS). Dôrazne sa odporúča a široko implementuje v domácich aj medzinárodných štandardizovaných systémoch správy batérií elektrických vozidiel, ako aj v príslušných štandardoch dátovej komunikácie BMS v Číne aj v zahraničí. V niektorých interných komunikáciách systémov správy batérií sa používajú aj iné zbernicové protokoly, ako napríklad RS232 a RS485.
Komunikácia FlexRay
S rozvojom automobilovej elektronickej technológie už tradičné riešenia CAN nie sú optimálnou voľbou na riešenie výziev v oblasti komunikácie vozidiel. V septembri 2000 BMW a DaimlerChrysler v spolupráci so spoločnosťami Philips a Motorola založili konzorcium FlexRay s cieľom vyvinúť nový komunikačný protokol a propagovať ho ako štandardný protokol pre pokročilé hnacie ústrojenstvo, podvozok a systémy X-by{3}}wire.
FlexRay ponúka množstvo pokročilých funkcií, ktoré tradičné -komunikačné protokoly vozidiel (napríklad CAN) nemajú, vrátane:
(1) Vysoká prenosová rýchlosťKaždý kanál FlexRay poskytuje šírku pásma 10 Mbit/s. FlexRay môže fungovať ako jednokanálový{2}}systém (podobne ako siete CAN alebo LIN) alebo ako dvojkanálový{3}}systém, pričom dosahuje maximálnu prenosovú rýchlosť 20 Mbit/s – 20-krát vyššiu, než je maximálna prevádzková rýchlosť súčasných sietí CAN.
(2) Synchronizovaná časová základňaMetóda prístupu použitá vo FlexRay je založená na synchronizovanej globálnej časovej základni. Táto časová základňa je automaticky vytvorená a synchronizovaná protokolom a sprístupnená aplikačnej vrstve. Presnosť časovej základne sa pohybuje medzi 0,5 μs a 10 μs (zvyčajne 1–2 μs).
(3) Deterministická komunikáciaKomunikácia vo FlexRay prebieha v nepretržite sa opakujúcich komunikačných cykloch, kde sú konkrétnym správam priradené pevné pozície (sloty) v rámci cyklu. Výsledkom je, že príjemca vopred presne vie, kedy správa príde. Časová odchýlka časov príchodu správ je extrémne malá a zaručená.
(4) Vysoká odolnosť voči chybámSilné možnosti detekcie chýb a prevádzka-odolná voči chybám sú kľúčovými aspektmi návrhu v FlexRay.
- Zbernica FlexRay využíva cyklickú kontrolu redundancie (CRC) na detekciu komunikačných chýb.
- Prostredníctvom dvojkanálovej{0}}komunikácie poskytuje FlexRay redundanciu.
- Použitím hviezdicovej topológie (alebo kombinácie topológií) môže FlexRay plne riešiť požiadavky na-toleranciu chýb vrátane zmiernenia jedného-bodu--zlyhaní.
(5) FlexibilitaPri vývoji protokolu FlexRay bola prioritou flexibilita a odráža sa v nasledujúcich aspektoch: ① Podporuje viacero sieťových topológií (zbernica, hviezda, hybrid atď.); ② Konfigurovateľná dĺžka správy: dĺžka dátového zaťaženia môže byť prispôsobená špecifickým požiadavkám riadiacej aplikácie; ③ Pri použití dvojkanálovej{1}}topológie možno tieto dva kanály použiť buď na zvýšenie šírky pásma, alebo na prenos redundantných správ; ④ Trvanie statických a dynamických segmentov v rámci komunikačného cyklu je možné upraviť podľa špecifických potrieb aplikácie.
Priemyselný Ethernet
Priemyselný Ethernet je plne otvorená, plne digitálna sieť. Zariadenia od rôznych výrobcov môžu jednoducho dosiahnuť vzájomné prepojenie dodržiavaním štandardných sieťových protokolov. Ponúka vysoké komunikačné rýchlosti: Fast Ethernet s rýchlosťami 10 Mbit/s a 100 Mbit/s bol široko prijatý, technológia Gigabit Ethernet dozrela a 10 Gbit/s Ethernet je v aktívnom výskume a vývoji. Tieto rýchlosti sú výrazne vyššie ako u súčasných priemyselných zberníc.
Priemyselný Ethernet však stále čelí niekoľkým výzvam, najmä:
- Výkon v{0}}reálnom čase
- Prispôsobivosť a spoľahlivosť v náročných priemyselných prostrediach
- Dostupnosť protokolov-aplikačnej vrstvy vhodných pre riadenie priemyselnej automatizácie
S neustálym pokrokom technológie priemyselného Ethernetu sa vyššie uvedené problémy postupne riešia.
