Skaitmeniniai grandynai teorijos konspektas

Skaitmeniniai grandynai – teorinės medžiagos konspektas.

1 klausimas

Kokius svarbiausius realaus laiko valdymo sistemų kūrimo etapus žinote ir kokie uždaviniai keliami kiekviename šių etapų? Apibrėžkite RLS struktūra ir trumpai aprašykite svarbiausias jos komponentes.

Apibrėžimas: realaus laiko valdymo sistemos, tai tokios sistemos, kuriose korektiškumas priklauso ne tik nuo skaičiavimo rezultatų, bet ir nuo laiko per kurį šie rezultatai gaunami.

Realaus laiko valdymo sistemų kūrimo etapai:

• Nustatyti apdorojamus poveikius ir kokios turi būti reakcijos į juos
• Kiekvienam poveikiui ir reakcijai nustatyti laiko apribojimus
• Apjungti poveikio ir reakcijos apdorojimą į lygiagrečius procesus, susijusius su kiekviena poveikio ir reakcijos klase
• Suprojektuoti algoritmus kiekvienos poveikio ir reakcijos klasės apdorojimui su nustatytais laiko apribojimais
• Suprojektuoti planavimo sistemą, kuri užtikrintų, kad procesų vykdymo pradžios data būtų parinkta taip, jog juos būtų spėta užbaigti iki nustatyto termino (deadline)
• Apjungti, naudojant realaus laiko vykdiklius ar operacinę sistemą

Pagrindiniai realaus laiko valdymo sistemų projektuotojams keliami uždaviniai:

1. Sukurti, valdymo algoritmus, leidžiančius pasiekti kuo didesnį sistemos funkcionalumą;
2. Parengti, detalius procesų aprašymus;
3. Sudaryti, ryšių sistemą tarp operatoriaus ir valdomų įrenginių;
4. Užtikrinti efektyvius duomenų mainus.

2 klausimas

Realaus laiko sistemų klasifikacija ir pagrindiniai dydžiai įtakojantys RLS veikimą. Pateikite pavyzdžių, įvertinant šių sistemų sudėtingumą ir pritaikymo galimybes.

Realaus laiko sistemų klasifikacija. Pagal taikomumą ir sudėtingumą realaus laiko sistemos skirstomos į:

1. Pramonines sistemas, kurioms priskiriami:
   • Programuojamieji loginiai valdikliai;
   • Hierarchiniu principu organizuotos paskirstytosios valdymo sistemos; Iš daug modulių sudaryta sistema pvz. gamybinės linijos sistema
   • Pramoninių/gamybos procesų valdymo sistemos. Pvz. Kompiuterių terminalas, nedidelė gamybos linija
2. Integruotąsias sistemas, kurioms priskiriamos:
   • Specialios paskirties valdymo sistemos;
   • Kompiuteriai;
   • Mikroprocesoriai (realaus laiko sistemos branduoliai);
   • Pramoniniai robotai, aut. transportavimo įtaisai.

Pagrindiniai dydžiai įtakojantys RLS veikimą

Programinėse RLS – laiko faktorius nėra toks svarbus, kaip aparatinėse, nes apribojimai nėra griežtai apibrėžti.

Aparatinėse (techninėse) RLS – laikas faktorius yra vienodai svarbus, kaip ir atliekamų skaičiavimų korektiškumas.

Pavyzdžiai. Pramoninės sistemos ir integruotos sistemos

 

3 klausimas

Įterptosios valdymo sistemos, svarbiausi jų veikimą įtakojantys faktoriai. Pateikite sistemos taikymo pavyzdžių, įvardinkite sritis bei procesus įtakojamus šių faktorių. Kaip įvertinama jų įtaka sistemos darbui?

Apibrėžimas: tai mikroprocesorinė arba mikrokontrolerinė sistema, vykdanti konkretų (angl. dedicated) uždavinį/operaciją, kuri yra didesnės sistemos dalis.

Čia komponentės dažniausiai su išorine aplinka, pastoviai fiksuodamos duomenis iš jutiklių ar kompiuterio komponenčių. Čia duomenys apdorojami laikantis griežtų laikinių apribojimų. Šios sistemos skirtos vykdyti specifines užduotis ir yra siejamos su konkrečia technine ir specifine programine įranga.

Įterptosios valdymo sistemos, svarbiausi jų veikimą įtakojantys faktoriai.

Šiose sistemose ypatingai svarbu įvertinti laikines charakteristikas. Svarbu laikas ir galimybė prognozuoti jų veikimą. Per kiek laiko atliekama viena operacija vykdoma pačios sistemos. Išmatavimus geriausią ir prasčiausią rezultatą imamas vidutinis laikas, kuris yra pateikiamas vartotojui.

Prognozuojamumas – patikimumą sistemą, užduotis sudėtingumą ir sistemos patikimumą. Sistemos veikimo numatymas, įvertinant konkrečią užduotį ir jos atlikimo laiką.

Realaus laiko sistemos apibūdinamos:

• Dideliu skaičiumi įėjimų (sistemos būsenų fiksavimui ir matavimams) ir išėjimų (vykdymo įrenginiams valdyti);
• Atliekamais vienu metu reikalingais skaičiavimais;
• Laiko apribojimais.

Pateikite sistemos taikymo pavyzdžių, įvardinkite sritis bei procesus įtakojamus šių faktorių.

Įterptosios sistemos taikomos:

Automatizavimui, monitoringui, valdymui:

a) Gamyklų automatizavimui;
b) Transportavimo sistemoms;
c) Automobiliuose;
d) Robototechnikoje ir t.t.

2. Signalų apdorojimo sistemose:

a) Integruotoje testinėje įrangoje;
b) Kodavimo/dekodavimo sistemose;
c) Medicininių vaizdų apdorojimo sistemose;
d) Radiolokaciniuose įtaisuose.

3. Interaktyviose sistemose:

a) Tinklo stotyse;
b) Telefonų sistemose;
c) Nešiojamuose kompiuteriniuose įrenginiuose;

4. Komunikacijų sistemose:

a) Maršrutizatoriuose (angl. routers), komutatoriuose (angl. switches);
b) Tarptinklinėje infrastruktūroje;
c) Telekomunikacijų įrangoje;

5. Buitinėje automatikoje:

a) Skaitmeninėse vaizdo kamerose;
b) Skalbimo, indų plovimo mašinose;
c) Apsaugos ir signalizacijos įrangoje ir t.t.

 

4 klausimas

Realaus laiko sistemų pagrindinės užduotys, jų metu atliekami veiksmai. Pateikite taikymo pavyzdžių, įvertinant vykdomų užduočių sudėtingumą, RLS apibūdinančius požymius ir fiksuojamų įvykių tipą.

Realaus laiko sistemų pagrindinės užduotys, jų metu atliekami veiksmai.

Valdymas – kokio nors objekto, esančio ne kompiuteryje elgsenos valdymas. Šiuo atveju kompiuteris turi nuspręsti, kas turi būti daroma sekančiame žingsnyje (šviesoforai, autopilotas ir pan.).

Duomenų registravimas ir signalų apdorojimas – duomenų/signalų iš jutiklių priėmimas ir apdorojimas, jų kiekį sumažinant iki naudingos formos. Tokiu būdu apimant reikšmes iš skirtingų jutiklių, veikiančių skirtinga sparta ir sukuriant tikslią nuorodą į konkrečioje situacijoje sukauptų duomenų sritį. Šiuo atveju kompiuterio paskirtis, užtikrinti, kad reikalaujami duomenys būtų surinkti ir užrašyti, o taip pat fiksuoti klaidingai praleistą informaciją ir atsakyti į atitinkamas duomenų reikalaujančias užklausas, perduodant duomenis tam tikra ryšio terpe.

Supervizorinis valdymas – kontroliuoti kitas kompiuterines sistemas, atliekančias užduotis realiu laiku tam tikroje hierarchinėje struktūroje. Tačiau, tai nėra toks sudėtingas uždavinys, kaip tiesioginis objektų arba gamybos procesų valdymas. (master įrenginys valdo slave įrenginių tinklą)

 

RLS apibūdinančius požymius ir fiksuojamų įvykių tipą.

Griežtai nustatyti laiko apribojimai; vėluojant ilgėja bendra proceso trukmė, jeigu operacija vėluoja

Aukštas sistemų sudėtingumo lygis ir didelė apimtis; jeigu hierarchinė sistema taikoma. Pvz. modulis valdomas iš atskiro kompiuterio trumpas laikas, jeigu per remote laiką, atsiranda papildomos klaidos. Daugiau rizikos

Sudėtingas testavimas; Nes vienu metu reikia stebėti daug įrenginių ir veikimo blokų, daug duomenų sistema sukuria, daug parametrų.

Aktualus ilgiausias reakcijos laikas, bet ne jo vidurkis, kaip daugelį kitų tipų valdymo sistemų; Vidurkis reikalingas tik galutiniam vartotojui, valdant pramoninį procesą kiek ilgiausiai bus atliekamas jeigu galimi sutrikimai ar nukrypimai nuo programos.

Įvykiai (angl. events) klasifikuojami į:

• Periodinius;
• Neperiodinius:
  o Aperiodiniai (neribojamas atsiradimo dažnis);
  o Sporadiniai (ribojamas atsiradimo dažnis);

Taip pat įvykiai gali būti: Vidiniai arba išoriniai

 

5 klausimas

Techninio ir programinio tipo realaus laiko sistemoms keliami reikalavimai, valdymo atributai, vykdomų procesų klasifikacija ir sąvokos. Pateikite taikymo pavyzdžių įvertinant RLS keliamus reikalavimus ir vykdomų procesų sudėtingumą.

Techninė realaus laiko sistema – kurioje reakcija įvyksta per tam tikrą iš anksto nustatytą ir būtiną vykdymo laiką (pvz.: skrydžio valdymo sistema). apsibrėžtas laikas, pratestuota daug kartų, aišku per kiek laiko bus atlikta užduotis pvz. skrydžio valdymo sistema. Svarbu laikas dėl el. komponentų.

Programinė realaus laiko sistema – kurioje laiko apribojimai svarbūs, tačiau sistema dar funkcionuoja korektiškai, jei skirtas operacijų laikas (angl. deadline) dėl kokios nors priežasties buvo viršytas (pvz.: duomenų surinkimo sistemos). Svarbu ne tik laikas, bet ir korektiškumą. Kiek klaidų gali būti programiniame kode ir kaip tiksliai gali būti ji atliekama, kiek klaidų, įvertinti ir programos apimti. Svarbu kokybė. Problema dėl komunikacijos dėl laiko sistemos modulių.

Techninio ir programinio tipo realaus laiko sistemoms keliami reikalavimai

Negriežtų reikalavimų (angl. broad real – time system) – kurioje realaus laiko reikalavimai gali būti tenkinami remiantis specialiais metodais;
Griežtų reikalavimų (angl. narrow real – time system) – kurioje realaus laiko reikalavimai yra griežti ir sistema turi būti labai tiksliai apskaičiuota/suprojektuota, kad tenkintu keliamus reikalavimus.

Valdymo atributai, vykdomų procesų klasifikacija ir sąvokos

Kontūro tipas	Tolydus procesas	Nuoseklus procesas	Įjungimas/Išjungimas
Atviras	Kartojami standartiniai veiksmai (pvz.: dažymo robotas).	Statinė įvykių seka (pvz.: skalbimo mašina).	Laikmatis iššaukia persijungimus susietus su sistemos atliekamų veiksmų pokyčiais (pvz.: termostatas).
Uždaras	AVT objektai (pvz.: automatiškai valdomas transportavimo vežimėlis).	Įvykių seka su nustatytu užlaikimu (pvz.: šviesoforas).	Slenkstinės signalo reikšmės iššaukia persijungimus (pvz.: šaldytuvas).

Pateikite taikymo pavyzdžių įvertinant RLS keliamus reikalavimus ir vykdomų procesų sudėtingumą.

1. Interaktyvūs taikymai:

• Operacinės sistemos, www naršyklės ir pan.
• Negriežtų laikinių reikalavimų sistemos;

2. Realaus laiko valdymo taikymai:

• Išorinės aplinkos valdymas;
• Griežtų laikinių reikalavimų sistemos;
• Sistemos su nustatytais užduočių laiko limitais (angl. deadlines).

 

6 klausimas

Kietųjų diskų struktūra, veikimo principas, aprašantys dydžiai ir svarbiausi jų darbą įtakojantys faktoriai.

Kietųjų diskų struktūra

• Informacijos nešiklio sluoksnis
• Diskus suka ašinis variklis
• Indeksų žymeklis – žymi disko apsisukimo pradžią
• Koncentriniai takeliai – juose išdėstoma informaciją
• Sektorius – takeliai skirstomi į sektorius (minimalus informacijos blokas)
• Cilindras – jį sudaro to paties numerio takelių visuma
• Galvutė – skirta skaityti ir rašyti informaciją yra kiekvieniame disko darbiniame paviršiuje

Veikimo principas

Kad įvyktų elementari keitimosi duomenimis operacija – sektoriaus skaitymas arba rašymas – ašis turi suktis nustatytu greičiu, galvučių blokas turi būti pastumtas ties tam tikru cilindru ir tik
tada, kai tam tikras sektorius priartės prie nurodytos galvutės, tarp galvutės ir kaupiklio elektroninių schemų prasidės keitimasis duomenimis.

Aprašantys dydžiai ir svarbiausi jų darbą įtakojantys faktoriai.

• Koncentriniuose takeliuose numeracija prasideda nuo nulio
• Sektorių numeracija prasideda vienetu ir derinama prie indeksų žymeklio.
• Duomenų srities dydis paprastai 512 baitai.
• Galvutės numeruojamos nuo nulio.

 

7 klausimas

Kietųjų diskų sąsajų klasifikacija. Palyginti sąsajas ST506 ir ESDI su IDE, išskirti pagrindinius skirtumus viena kitos atžvilgiu, nurodyti technines charakteristikas ir naujesnės jų pranašumus.

Kietųjų diskų sąsajų klasifikacija

Aparatinio lygio sąsaja – kurioje kaupikliui prijungti naudojamas išorinis valdiklis.
Sisteminio lygio sąsaja – kietojo disko ir sistemos sąsaja, kurioje duomenų valdymo funkcijas išpildo pats kaupiklis, bet ne išorinis valdiklis.

Palyginti sąsajas ST506 ir ESDI su IDE, išskirti pagrindinius skirtumus viena kitos atžvilgiu, nurodyti technines charakteristikas ir naujesnės jų pranašumus.

• T506 ir ESDI – aparatinė sąsaja. IDE yra sisteminio lygio sąsaja.
• Perdavimo greičiai ST506 1 MB/s.; ESDI 1,25 MB/s iki 2,5 MB/s; IDE 4 MB/s;
• IDE jau turėjo vidinį kaupiklį, priešingai negu T506 ir ESDI sąsajos

Greitis. Maksimali talpa. Techniniai parametrai.

 

8 klausimas

Kietųjų diskų sąsajų klasifikacija. Palyginti sąsajas SCSI su IDE, išskirti pagrindinius skirtumus viena kitos atžvilgiu, nurodyti technines charakteristikas ir naujesnės jų pranašumus.

Aparatinio lygio sąsaja – kurioje kaupikliui prijungti naudojamas išorinis valdiklis.
Sisteminio lygio sąsaja – kietojo disko ir sistemos sąsaja, kurioje duomenų valdymo funkcijas išpildo pats kaupiklis, bet ne išorinis valdiklis.

• Prie SCSI galima prijungti iki 7-15 skirtingų įtaisų, su IDE galima pajungti 2 įtaisus iš vienos jungties
• SCSI jungtis buvo naudojamos serveriuose, o IDE staliniuose kompiuteriuose
• Sąsajos greitis IDE 4 MB/s; SCSI 5 MB/s (pirmieji standartai)
• SCSI brangesnė ir ją sudėtingiau pajungti; IDE pigesnė ir lengviau pajungti

 

9 klausimas

Kietųjų diskų sąsajų klasifikacija. Palyginti sąsajas SATA su ATA, išskirti pagrindinius skirtumus viena kitos atžvilgiu, nurodyti technines charakteristikas ir naujesnės jų pranašumus.

Aparatinio lygio sąsaja – kurioje kaupikliui prijungti naudojamas išorinis valdiklis.
Sisteminio lygio sąsaja – kietojo disko ir sistemos sąsaja, kurioje duomenų valdymo funkcijas išpildo pats kaupiklis, bet ne išorinis valdiklis.

• Paskutinė ATA/ATAPI-7 (UDMA 133) sąsajos versija pasiekė 133MB/s greitį. Sata III 6 Gbit/s.
• ATA pajungimo platus kabelis 46 cm, SATA 1,5m plonas kabelis
• Su ATA sąsaja nebuvo galima pilnai realizuoti RAID diskų masyvų, o SATA jau leido pilnai išnaudoti visus RAID suteikiamus pranašumus

 

10 klausimas

Duomenų kodavimo metodai ir jų tobulinimo tendencijos. Naudojamų įrašymo technologijų klasifikacija ir perspektyvos.

Pagrindinai taikomi 3 duomenų kodavimo būdai:

• Dažninės moduliacijos (angl. Frequency Modulation – FM);
• MFM – magnetinis informacijos įrašymo metodas, nustatantis vienareikšmį atitikimą tarp duomenų bitų ir plokštelės įmagnetinimo. Palyginus su RLL šiuo metodu nustatomas mažesnis įrašo tankis ir mažesnis duomenų perdavimo greitis.
• RLL – magnetinis informacijos įrašymo metodas, naudojantis GCR procesą blokų, bet ne atskirų bitų įrašymui. Šiuo metodu pasiekiamas didesnis nei MFM įrašymo tankis, bei informacijos perdavimo greitis.

Naudojamų įrašymo technologijų klasifikacija ir perspektyvos.

Ateityje turi pasirodyti „SATA Express“ bei μSSD.  „SATA Express“ šiuo metu maksimalią 6Gb/s pralaidą padidins iki 8Gb/s ir 16GB/s.

Horizontalusis rašymas – kiekvienas informacijos bitas atvaizduojamas įmagnetintomis dalelėmis, kurių šiaurės ir pietų poliai nukreipti tam tikromis kryptimis. Rašant horizontaliai, dalelių šiaurės ir pietų poliai išdėstomi koncentriniais apskritimais lygiagrečiai su disko paviršiumi. Nuo magnetinės stūmos priklauso, kaip arti viena kitos gali būti dalelės, kad liktų stabilios.

Vertikalusis rašymas – rašant duomenis vertikaliuoju būdu, magnetinių dalelių poliai išdėstomi statmenai disko paviršiui, tad diske telpa daugiau bitų, sumažėja magnetinių trukdžių.

 

11 klausimas

Programuojamųjų loginių valdiklių struktūra ir veikimo principas. Pateikite jų taikymo procesų valdymui, pavyzdžių.

Struktūra
Programuojamųjų loginių valdiklių struktūra sudaro sensoriai ir solenoidai tam tikra tvarka yra sujungti per įėjimų ir išėjimų kanalus.

Veikimo principas
Operacinė sistema valdydama PLV programos periodinius veiksmus, nuskaito visas įeinančias vertes kiekvieno ciklo pradžioje, apdoroja reikalingas išeinančias vertes, ir saugo sistemos kintamuosius. Pvz. pramoninis kompiuteris atliekantis realiojo laiko veiksmus (programas, užduotis), sudarytas iš procesoriaus, pagrindinės atminties, įeinančių ir išeinančių modulių, kurie sugrupuoti kartu su bendra magistrale.

Pateikite jų taikymo procesų valdymui, pavyzdžių.
Pastaruoju metu naudojant specialias komunikacijos priemones – sąsajas, valdikliai sujungiami su juos valdančiais kompiuteriais arba jungiami į valdiklių sistemas, sudarydami sudėtingus valdymo sistemų tinklus. Atskirų valdiklių jungimas, kaip ir jų sujungimas su valdančiuoju kompiuteriu, vykdomas naudojant standartines ryšio sistemas, tokias kaip Profibus.

12 klausimas

Programuojamųjų loginių valdiklių parinkimo atitinkamo proceso valdymui kriterijai ir kiekvieno jų įtaka projektuojamai sistemai. Pateikite taikomųjų pavyzdžių.

Parenkant valdiklius valdymo sistemoms reikia atsižvelgti į tokius aspektus:

1. Atminties, skirtos vartotojo programoms ir duomenims saugoti, talpa. Ji gali būti nuo 1 ki lobai to iki dešimčių Megabaitų;
2. 1 k (1024) dvejetainių funkcijų apdorojimo trukme, kadangi įvairios firmos naudoja skirtingus būdus.Jų trukmė būna nuo kelių milisekundžių iki dešimtųjų milisekundžių dalių ir apibūdina valdiklio greitaveika.
3. Bitinė atmintis (Bit memory) arba vėliavėlės – tai vartotojui skirta atmintis, į kurią galima įrašyti, kurioje galima saugoti ir iš kurios galima nuskaityti atskirų bitų vertes. Talpa gali siekti nuo kelių šimtų iki tūkstančių bitų.
4. Skaitiklių (Counters) ir laiko daviklių (Timers) skaičius, siekiantis nuo kelių dešimčių iki kelių šimtų ir yra apribotas, nes dalis atminties yra rezervuota šių elementų turiniui – apskaičiuotų impulsų skaičiui arba praėjusiam laikui saugoti.
5. Diskrečiųjų įėjimų ir išėjimų skaičius (nuo dešimčių iki šimtų tūkstančių), kuris paprastai nurodomas kaip galimas maksimalus ir kaip integruotas, t.y. gaunamas ne išplečiant moduliais, o aparatūriškai yra jau įrengtas gamintojo.
6. Analoginiu įėjimu ir išėjimu skaičius (nuo keleto iki kelių tūkstančių), kuris taip pat nurodomas kaip maksimalus ir integruotas.
7. Ryšio sąsaja (Interface), skirta sujungti tarpusavyje keliems vienos firmos įtaisams, kadangi kiekviena valdiklius gaminanti firma dažnai naudoja skirtingas sistemas pvz. FESTO – Fieldbus, MITSUBISHI – MiniNet, SIEMENS – PTP ir MPI protokolus. Dabar šiuo metu naudojamos vis dažniau standartizuotos sąsajos.
8. Komunikacijų tinklas, pvz., ASI, PROFIBUS ir kt, kuris paprastai būna atviras ir todėl leidžiantis prijungti kitų firmų pagamintus įtaisus. Techniniu požiūriu valdiklio tipas ir konfigūracija pasirenkama pagal diskrečiųjų ir analoginių įėjimų bei išėjimų skaičių, greitaveiką, galimybę išplėsti konfigūraciją arba įsijungti į vienokį ar kitokį komunikacijų tinklą.

Lietuvių kalboje (kaip ir anglų) dažnai painiojami žodžiai „trukdžiai“ (angl. interference) ir „trikdžiai“ (angl. disturbance). Reikia pažymėti, kad trukdžiu vadinamas nepageidaujamasis blogėjimas, o trikdžiu – šį blogėjimą sukeliantis reiškinys. Taigi trikdis yra trukdžio atsiradimo priežastis. Todėl, jei šį reiškinį galima apibrėžti matuojamu dydžiu, pavyzdžiui, įtampa, tai turi ir atsispindėti – šiuo konkrečiu atveju turi būti vadinama trikdžių įtampa, o ne trukdžių įtampa.

13 klausimas

Programuojamųjų loginių valdiklių procesų valdymo sistemoms taikomų komunikacijų magistralių klasifikacija. PROFIBUS magistralę aprašantys faktoriai ir taikymo sritys. Pateikite taikymo pavyzdžių.

Komunikacijų magistralės:

• Profibus – pritaikoma žemesniųjų valdymo sistemos lygių sujungimas į tinklą ir informacijos perdavimas gamybos administravimo lygio tinklinei struktūrai
• Foundation Fieldbus – pritaikoma procesų automatizavimo sistemose
• WorldFip – pritaikomas sujungiant nulinio lygio (sensoriai/pavaros) ir pirmo lygio (PLC, kontroleriai ir t.t.) automatizuotose sistemose
• CAN – pritaikoma greitoms ir atsparioms trikdžiams tinklinėms struktūroms automobiliuose sudaryti

PROFIBUS magistralę aprašantys faktoriai ir taikymo sritys.

• Informacijos mainai vyksta tarp duomenų serverio ir kliento per loginį kanalą
• Kiekvienas tinklo mazgas vienu metu gali palaikyti keletą komunikacijos ryšių su tuo pačiu arba skirtingais tinklo mazgais
• Naudojamas pagrindinis magistralės užvaldos būdas “master – slave“
• Profibus magistralė taikoma įrenginių valdymo lygmenyje kai reikalaujamas sistemos reakcijos laikas yra nuo keleto šimtų mikro sekundžių iki keleto šimtų mili sekundžių
• Perdavimo greitis (9,6 Kbaud iki 12 Mbaud) ir galimą duomenų kiekį telegramoje iki 244 baitų
• Kabelio ilgis nuo 9.6 kbps = 1200 m iki 12 Mbps = 100 m. Galima naudoti kartotovus norint prailginti.

Pateikite taikymo pavyzdžių.

Profibus magistralė taikoma daugelyje pramonės sričių. Jos privalumas yra tas, kad nekeičiant techninės įrangos Profibus galima taikyti tiek lėtiems, tiek ir labai greitiems procesams valdyti, pvz., medžio apdirbimo pramonėje, pakrovimo arba rūšiavimo darbams.

 

14 klausimas

Programuojamųjų loginių valdiklių procesų valdymo sistemoms taikomų komunikacijų magistralių klasifikacija. FIELDBUS magistralę aprašantys faktoriai ir taikymo sritys. Palyginkite ją su WORLDFIP komunikacijų magistrale.

Komunikacijų magistralės:

• Profibus – pritaikoma žemesniųjų valdymo sistemos lygių sujungimas į tinklą ir informacijos perdavimas gamybos administravimo lygio tinklinei struktūrai
• Foundation Fieldbus – pritaikoma procesų automatizavimo sistemose
• WorldFip – pritaikomas sujungiant nulinio lygio (sensoriai/pavaros) ir pirmo lygio (PLC, kontroleriai ir t.t.) automatizuotose sistemose
• CAN – pritaikoma greitoms ir atsparioms trikdžiams tinklinėms struktūroms automobiliuose sudaryti

FIELDBUS magistralę aprašantys faktoriai

• Specifikacija leidžia sujungti į bendra sistemą skirtingus prietaisus, be to galima ją pritaikyti pavojingose srityse
• Fieldbus pakeičia brangias, standartines 4-20 mA elektros laidų sistemas ir suteikia galimybę atlikti dvikryptį duomenų perdavimą
• Saugi Fieldbus H1 magistralė 31.25 kBit/s ir greita, aukštesnio lygio H2 magistralė 1 – 2.5 MBit/s
• H1 magistralė leidžia magistrale tiekti srovę prijungtiems prie tinklo mazgams
• H1 magistralės ilgis 1900 m su maksimaliai 5 kartotuvais viso 9500 m. Max vartotojų skaičius 32

Pateikite taikymo pavyzdžių.

Fieldbus magistralė naudojama įvairiuose sudėtingose industrinių procesų sistemose. Gali būti naudojama ir pavojingose srityse.

15 klausimas

Programuojamųjų loginių valdiklių procesų valdymo sistemoms taikomų komunikacijų magistralių klasifikacija. WORLDFIP magistralę aprašantys faktoriai ir taikymo sritys. Palyginkite ją su PROFIBUS komunikacijų magistrale.

Komunikacijų magistralės:

• Profibus – pritaikoma žemesniųjų valdymo sistemos lygių sujungimas į tinklą ir informacijos perdavimas gamybos administravimo lygio tinklinei struktūrai
• Foundation Fieldbus – pritaikoma procesų automatizavimo sistemose
• WorldFip – pritaikomas sujungiant nulinio lygio (sensoriai/pavaros) ir pirmo lygio (PLC, kontroleriai ir t.t.) automatizuotose sistemose
• CAN – pritaikoma greitoms ir atsparioms trikdžiams tinklinėms struktūroms automobiliuose sudaryti

WORLDFIP magistralę aprašantys faktoriai

• Iškirtinai WorldFip magistralėse yra taikomas Šaltinis > Skirstytojas > Vartotojas komunikacijų modelis
• Naudojant Broadcast telegramos perduodamos į magistralę nenurodant gavėjų fizinių adresų. Magistralės valdymui taikomas centralizuotas Master-Slave metodas.
• WorldFip  pranašumas, kad duomenis serveryje galima generuoti visiems vartotojams tuo pačiu metu
• Duomenys perduodami iki 2000 m, maksimaliai 256 tinklo mazgai. Galima naudoti kartotovus norint prailginti.
• Perdavimo greitis 1 Mbit/s; 32,25 kBit/s; 2,5 Mbit/s; 5 Mbit/s

Pateikite taikymo pavyzdžių.

Worldfip naudojama procesų automatizavime, industrinės kontrolės sistemose, pastatų automatizavime, elektros sistemų automatikoje, automatiniuose skaitikliuose, automobiliuose.

16 klausimas

Programuojamųjų loginių valdiklių procesų valdymo sistemoms taikomų komunikacijų magistralių klasifikacija. CAN magistralę aprašantys faktoriai ir taikymo sritys. Pateikite taikymo pavyzdžių.

Komunikacijų magistralės:

• Profibus – pritaikoma žemesniųjų valdymo sistemos lygių sujungimas į tinklą ir informacijos perdavimas gamybos administravimo lygio tinklinei struktūrai
• Foundation Fieldbus – pritaikoma procesų automatizavimo sistemose
• WorldFip – pritaikomas sujungiant nulinio lygio (sensoriai/pavaros) ir pirmo lygio (PLC, kontroleriai ir t.t.) automatizuotose sistemose
• CAN – pritaikoma greitoms ir atsparioms trikdžiams tinklinėms struktūroms automobiliuose sudaryti

CAN magistralę aprašantys faktoriai

• CAN turi trumpiems atstumams optimizuotos struktūra ir didelį duomenų perdavimo greitį. Efektyviai naudojama uždaroms sistemoms.
• Perduodami trumpi pranešimai – 8 baitai, max duomenų kiekis. Ilgai neužimama magistralė
• Kiekvienas tinklo mazgas nuolatos priiminėja duomenis iš magistralės, todėl visada gali atpažinti, jei atsitiktinai du arba daugiau mazgų pradeda vienu metu siųsti telegramas
• Dėl griežtų automobiliuose duomenų perdavimo reikalavimų CAN magistralėje naudojama dviejų pakopų klaidų kontrolė
• Greitis ir maksimalus ilgis nuo 1 Mbit/s 25 m iki 10 kbit/s 5000 m

Pateikite taikymo pavyzdžių.

Plačiai naudojama automobiliuose, mašinose komunikacijos sistemai