P-NET es una red industrial que se creó para combinar componentes individuales del proceso informático, a saber: computadora , sensores , actuadores, dispositivos de entrada/salida, controladores centrales y periféricos, etc., que generalmente están conectados por dos cables. Esta conexión reemplaza a la tradicional cuando se utiliza una gran cantidad de cables. Los datos obtenidos durante el proceso (lecturas de instrumentos de medición, señales de sensores) se convierten en valores numéricos. P-NET también se utiliza para agregar datos, configurar nodos/sensores y descargar programas.
P-NET es parte del estándar de redes industriales IEC 61158 .
Además de la medición habitual de valores y datos de estado, el bus realiza un intercambio bidireccional de información adicional sobre valores límite, estado de actuadores y señales de respuesta, señales de error y datos internos del sistema. P-NET se puede utilizar para descargar parámetros y programas al módulo de control de procesos. El uso de sensores P-NET mejora enormemente la capacidad de diagnóstico en comparación con el uso de una conexión tradicional.
La especificación eléctrica de P-NET se basa en el estándar RS-485 , utilizando un cable de par trenzado seguro que permite longitudes de cable de hasta 1200 metros sin repetidores. Los datos se envían por transmisión asíncrona en código NRZ. La interfaz P-NET está aislada galvánicamente. Se pueden conectar hasta 125 dispositivos por segmento de bus a través de una cadena de terminales especial sin el uso de repetidores.
P-NET tiene un protocolo de red muy eficiente que puede realizar hasta 300 transmisiones reconocidas por segundo desde 300 direcciones de nodos independientes. Esta información se puede transmitir en forma de una variable completamente procesada (variable de punto flotante) como temperatura, presión, corriente eléctrica, etc., o como 300 bloques de 32 señales binarias independientes que indican estado, posición, etc. Esto da como resultado la transmisión de hasta 9600 señales binarias por segundo, accesibles desde cualquier punto de todo el sistema.
Una trama de protocolo P-NET consta de los siguientes campos:
Los datos transmitidos a través de la red pueden ser de tipo simple o complejo para cumplir con los requisitos de medición y control. El tipo simple incluye booleanos, bytes, caracteres, palabras, enteros, enteros largos, reales y reales largos, y tiempo. El tipo complejo incluye variables de cadena, registros y variables de búfer. El formato de datos es parte del estándar P-NET .
Se logra una gran cantidad de transferencias de datos debido a la operación simultánea de dispositivos esclavos para procesar datos y recibir y transmitir bloques. El proceso de solicitud comienza en el esclavo inmediatamente después de la llegada del primer byte de datos. Esto contrasta con los esquemas en los que la solicitud no se envía hasta que llega todo el bloque de datos. Por lo tanto, la velocidad de transmisión estándar de 76.800 bps no es un factor limitante en el rendimiento. La ejecución puede generarse en sistemas con velocidades de datos superiores a 500.000 bps.
Entre los sistemas de comunicación periféricos disponibles, solo P-NET proporciona direccionamiento directo entre múltiples segmentos de red, lo que también se conoce como estructura de múltiples redes. Esta característica es una parte específica del protocolo P-NET y se puede construir dentro de un sistema operativo maestro multipuerto estándar . La conexión se realiza directamente a través de varios segmentos de red y nodos con dos o más interfaces P-NET . Esto significa que varias computadoras en un segmento de red pueden tener acceso directo a varios nodos de otro segmento sin usar un programa especial en el asistente.
La segmentación también permite cargas locales independientes en cada segmento de la red, lo que aumenta la tasa de transferencia de datos y la E/S de datos en todo el sistema.
Otro beneficio importante de dividir la red en pequeños segmentos es limitar el impacto de una falla en un segmento en la operación de otros gracias a un servicio de protección de red efectivo. Además, estas características de una red multisegmento forman una redundancia natural que hace que toda la red sea más inmune a las interferencias. Una ventaja importante de la topología multired P-NET es que no necesita una estructura jerárquica en los segmentos de la red. Esto es especialmente importante cuando se expande la P-NET y cuando se conecta a otra red.
P-NET es un bus con hasta 32 multimaestros, el principio básico de comunicación es el siguiente: el maestro envía una solicitud y el esclavo envía una respuesta inmediata. La solicitud puede ser de lectura o escritura.
El derecho a ocupar el autobús es una ficha transferida por uno de los patrones. P-NET utiliza una técnica llamada "paso de token virtual" que no requiere que se pasen declaraciones adicionales por el bus. Cuando uno de los maestros termina de ocupar el bus, el token pasa automáticamente al siguiente, y así sucesivamente a lo largo del ciclo. El paso del token se basa en el uso de dos contadores: un contador de bus inactivo y un contador de acceso. El contador de bus inactivo varía de 0 a 360, luego se restablece a cero nuevamente. El contador de acceso toma los valores de la cantidad de dispositivos ubicados en la red. Cuando el contador inactivo llega a 40, el contador de acceso aumenta en 1 y luego aumenta en uno cada 10 unidades inactivas. El maestro puede tomar el bus cuando el valor del contador de acceso coincide con su propio número.
El método de paso de token que utiliza P-NET es diferente de los métodos que utilizan otros sistemas multimaestro. Otros buses, como PROFIBUS , envían mensajes telegráficos reales para pasar el token. Este método de transmisión aumenta el tiempo del maestro y reduce la potencia del bus. El principio de pasar un token virtual también se aplica en ausencia de un maestro. En este caso, todos los dispositivos, incluidos otros maestros, seguirán funcionando de la forma habitual.
El uso del principio de transferir un marcador virtual conduce al hecho de que todos los mensajes se transmiten dentro del intervalo de tiempo asignado para el dispositivo (intervalo de tiempo), es decir, el tiempo dedicado a esperar, tomar el autobús y transmitir un mensaje puede determinarse de manera única. Por lo tanto, P-NET es un sistema en tiempo real .
Para configurar los dispositivos P-NET , se utiliza el software VIGO especializado . VIGO le permite representar todos los dispositivos y sus parámetros en un solo árbol llamado "Base de información del administrador" (MIB). La raíz del árbol es el proyecto actual. Es posible acceder a los parámetros de cualquier dispositivo especificando la ruta completa a ellos en el árbol MIB.
VIGO proporciona la capacidad de programar dispositivos P-NET . Se pueden utilizar dos lenguajes para la programación: Process-pascal y Calculate-assembler. Calculate-assembler se utiliza para programar esclavos. Principalmente para la implementación de protecciones tecnológicas y enclavamientos directamente en los actuadores. Es un lenguaje similar a ensamblador o IL . Process-pascal se usa para crear programas más complejos que se ejecutan en asistentes de red. Es un dialecto de Pascal modificado para su uso en el entorno P-NET . Se agregó la capacidad de describir tareas paralelas y usar variables de red externas.
VIGO también proporciona un componente para permitir que otras aplicaciones, como Microsoft Excel , accedan al entorno P-NET mediante la tecnología COM .
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