Информационный обмен между ЭВМ и СПУ

Одновременная работа в системе управления ГПС различных УЧПУ станками, роботами и СПУ транспортно-складскими системами, которые обмениваются с ЭВМ большими массивами информации, требует унификации аппаратных средств и стандартизации ПО, связанного с обменом информации между ЭВМ и СПУ.

В настоящее время при обмене информацией на расстоянии до 500 м, т. е. в пределах участка, линии, цеха, используются аппаратные средства стандартных каналов последовательного обмена, рассмотренные выше. Наиболее перспективным решением в области стандартизации обмена информацией является разработка протокола связи в автоматизированном производстве (MAP), базирующегося на эталонной модели соединения открытых систем. Эта модель в самом общем случае включает в себя семь уровней связи: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительский и прикладной. В работе функции этих уровней определяются следующим образом:

1. На физическом уровне MAP определены физические среды передачи данных: коаксиальный кабель, витая пара проводов, оптоволоконная линия.

2. На канальном уровне определены топологии сетей (шина и кольцо) и способы обращения к каналам передачи с использованием маркерного метода. Определены в общей форме услуги, обеспечиваемые концептуальным интерфейсом, между канальным и физическим уровнями, а также специфицированы временные и размерные параметры канального уровня.

3. На сетевом уровне разрабатываются стандарты и межсетевые протоколы для связи различных сетей ГПС.

4. На транспортном уровне определяется стандарт, обеспечивающий единый протокол транспортирования данных для соединения нескольких сетей, и описывается межсетевой пакет, обеспечивающий транспортирование данных между несколькими сетями. Этот пакет (датаграмма) передается между сетями с помощью буферных коммутирующих узлов (межсетевых шлюзов).

5. На сеансовом уровне определяются следующие функции: управление началом и концом сеанса связи; управление взаимодействием пользователей в ходе сеанса; контроль ошибок и их корректировка в ходе сеанса.

6. Представительский уровень включает в себя: синтаксические функции и форматные преобразования текстовых и управляющих символов, типов данных, строк и страниц; структурные преобразования синтаксического и семантического типа, необходимые для доступа к файлам и массивам данных; структурные преобразования синтаксического и семантического типа, необходимые для получения отображения данных на терминалах.

7. Прикладной уровень охватывает функции: подключения (отключения) пользователя от системы, проверки права доступа к ресурсам системы и справочнику сетевых услуг и т. д.; передачи файлов, ввода заданий, формирования и адресования пакетов, текстовой обработки и т. д.; проблемно-ориентированные функции, такие как информационный поиск, генерация ответов, управление базами данных.

Создание средств связи производственных систем с протоколами по типу MAP является перспективой развития СУ ГПС.

В настоящее время для СУ управления производственными участками используются более простые системы связи, обеспечивающие радиальную топологию со стандартизованным физическим и канальным уровнем. Общими характеристиками канала являются: соединение СПУ и ЭВМ типа «точка—точка»; последовательная асинхронная передача информации; разделение цепей приема и передачи; полудуплексный тип передачи; отсутствие коммутации канала.

Физический уровень в таких системах связи обеспечивается витой парой проводов или коаксиальным кабелем, канальный уровень — программно-аппаратными средствами в соответствии с описанными в ГОСТ 23675—79 стандартами на стык С2—ИС и интерфейс ИРПС. Аппаратные средства поддерживают старт-стопную передачу и прием восьмибитовых знаков и символов. Программная поддержка передачи и приема осуществляется специальными программами (драйверами) канала связи, обеспечивающими обмен данными в соответствии с этими стандартами. При соединении типа «точка—точка» сетевой и транспортный уровни отсутствуют, сеансовый уровень поддерживается драйвером канала связи, фактически объединяясь с канальным уровнем.

Представительский уровень реализуется с использованием специального языка обмена между ЭВМ и СПУ. Язык предусматривает две модификации: первая ориентирована на связь с УЧПУ станка или робота, а вторая — на связь с СПУ транспортно-складских систем. При связи с УЧПУ от ЭВМ передаются: управляющие программы, модули программного обеспечения, программы диагностики, данные о коррекциях, параметрах станка и инструменте. От УЧПУ передаются отредактированные УП и модули ПО, запросы на передачу УП, данные о состоянии технологического оборудования и УЧПУ, подтверждение выполнения команд.

Передача данных по инициативе приемника называется запланированной, а по инициативе передатчика — незапланированной. Для проведения незапланированной передачи необходимо подтверждение готовности приема.

Фраза языка обмена информацией между ЭВМ и УЧПУ, ЭВМ и СПУ имеет следующую структуру. Шесть полей фразы языка разделяются запятыми. В языке предусмотрены передачи типа А, С, D, Е, N, U: А — используется передатчиком для извещения о прекращении текущей передачи, уже переданная информация не должна использоваться; С — передаваемое сообщение является командой; D — передаваемое сообщение содержит данные; Е — передается последний блок данных; N — отрицательный ответ, говорящий о невозможности выполнить команду; U — запрос на незапланированную передачу

Подтипами передачи в модификации, обеспечивающей связь ЭВМ с УЧПУ, являются: NAM, STA, MSG, ЕХЕ.

От ЭВМ к СПУ передаются команды и задания, текстовые сообщения, приоритеты и состояния рабочих позиций, запросы на передачу информации. В обратном направлении пересылаются запросы на выполнение заданий, сообщения о выполненных командах и о состоянии, массив приоритетов, данные о выполнении задания.

В рассматриваемой модификации языка типы передачи те же, что и рассмотренные выше, отметим, однако, и отличия.

Например, тип N используется без расширений, а некоторые наиболее распространенные причины отказов описываются расширениями подтипа STA.

Тип U используется только для незапланированной передачи длинных сообщений (подтипов STA или DAT). Если длина незапланированного сообщения не превышает одного блока, то оно передается типом С.

Подтип MSG используется для передачи текстовой информации с типами С, D, U Расширение DSP означает, что сообщение выводится на дисплей, PRT — вывод на АЦПУ ЭВМ, D1R — передача от ЭВМ в форме директивы оператора.

Подтип DAT используется для передачи массивов данных с типами С, D, U Расширения данных означают: DAT — массив состояния датчиков, DNN — состояние указанного датчика, PRI — массив приоритетов, PR1—PR4 — варианты задания.

Подтип STA используется для передачи данных о состоянии ТСС с типами С, D. Расширения данных означают: CYC, p — готовность СУ ТСС (p = 1 — готова, p = 0 — нет); DNR, код — транспортное средство неисправно; ERR, код — ошибка в задании; FLR, текст — сбой при выполнении шага программы; PWR — сбой по питанию; WRN — предупреждение об отказе системы сигнализации.

Подтип ЕХЕ используется для передачи и подтверждения выполнения команд с типами С, D. Используются расширения: CMD, код команды — заданная или выполненная команда; PRG, p — режим работы (p = 1 — работа по заданию, p = 0 — автономная).