Арбитраж шины

P-NET является шиной с несколькими мастерами, число которых может доходить до 32. Основной принцип связи заключается в следующем: мастер посылает запрос, и слэйв отправляет немедленный ответ. Запрос может быть на чтение или запись.

Правом на занятие шины является переданный от одного из мастеров маркер. P-NET использует так называемый метод «передачи виртуального маркера», который не требует дополнительных объявлений для передачи по шине. Когда один из мастеров заканчивает занимать шину, маркер автоматически передается следующему и так дальше по циклу. Передача маркера основана на использовании двух счетчиков: счетчика простоя шины и счетчика доступа. Счетчик простоя шины изменяется в диапазоне от 0 до 360, затем снова обнуляется. Счетчик доступа принимает значения номеров устройств, находящихся в сети. При достижении счетчиком простоя величины 40 счетчик доступа увеличивает свое значение на 1, а затем через каждые 10 единиц простоя увеличивается еще на единицу. Мастер может занять шину, когда значение счетчика доступа совпадет с его собственным номером.

Метод передачи маркера, используемый в P-NET, отличается от методов, применяемых в других системах с несколькими мастерами. Другие шины, например, PROFIBUS, передают реальные телеграфные сообщения для передачи маркера. Такой метод передачи увеличивает время работы мастера и позволяет сократить мощность шины. Принцип передачи виртуального маркера так же применим при отсутствии мастера. В этом случае все устройства, включая остальные мастера, будут продолжать свою работу обычным образом.

Использование принципа передачи виртуального маркера приводит к тому, что все сообщения передаются в рамках отведенного для устройства временного интервала (тайм-слота), то есть время, затрачиваемое на ожидание, захват шины и передачу сообщения может быть однозначно определено. Таким образом P-NET является системой реального времени.

Большое количество осуществленных передач данных достигается за счет одновременной работы слэйвов по обработке данных и получению и передачи блоков. Процесс запроса начинается в слэйве сразу же после прибытия первого байта данных. Это является отличием от схем, где запрос не посылается до прибытия всего блока данных. Таким образом, стандартная скорость передачи данных 76,800 бит/с не является ограничивающим фактором при выполнении. Выполнение может бью образовано в системах со скоростью передачи данных свыше 500,000 бит/с.

Существовавшие до сих пор пути создания архитектуры сетей для промышленных предприятий имели периферийные шины, непосредственно связывающие датчики и исполняющие устройства. Периферийная шина могла бы быть соединена с элементом контроллером, или несколько элементов контроллеров могли бы быть соединены с элементами сети иерархически, что означало бы изменение высокоскоростной сути сети. Скорость передачи данных в сети на самом высоком уровне была принята за величину больше, чем у сетей нижнего уровня.

Возможно, это было резонной философией в той части, где все окончательные данные хранились в мощном компьютере на верхнем уровне. Практикой сегодняшнего дня и дня будущего является распределение сведений между элементами контроллерами, интерфейсом и датчиками. На каждом уровне данные накапливаются и хранятся внутри одной и той же шины. Потребность в высокой скорости передачи данных на высшем уровне уменьшается, т. к. большинство сведений распределено. Это является основанием для применения P-NET на различных уровнях в полной системе автоматизации предприятия.

Рисунок 6. Процесс передачи данных

Деление системы на элементы, возможность связи с любым производственным объектом позволяет исключить отдельные секции, не воздействуя при этом на остальные. Выполнение программы может быть разделено на один или больше независимых процессов на элемент. Программная или аппаратная ошибка в элементе не будет влиять на работу остальных элементов. Отдельный элемент сейчас имеет только ограниченную потребность в обмене данными с другими элементами, например, чтобы начать или завершить процесс, чтобы загрузить средства, чтобы передать результаты и т.д. В системе, в которой сведения действительно распределены, всегда может быть добавлен дополнительный управляющий контроллер за счет высвобожденных ресурсов. И, следовательно, это позволяет системам, пробным этой, расширить свою структуру.