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勾股通信最新推出具有世界水平的大型CAN總線光纖傳輸平台
在傳統的應用中,在當前大多數工程師的思維是,CAN總線就是應用於小區域係統 我們的出發點就是將具有眾多優點的CAN總線應用於大區域係統,於是產生了MinibusNet, "小總線網絡"意為采用小總線網段組成的大區域通信網絡。
MinibusNet通信平台是勾股通信從2008年開始研發的適合SCADA係統的通信方案, 通過多年的改進,並與世界巨頭的項目合作,使本係統成熟,可以大力推廣與應用。 (如有需求意向,13605357723谘詢,勾股通信,www.gougunsk.com)
麵向的應用: 大型消防控製係統 市政自來水控製係統 市政汙水處理係統 市政排水係統 天燃氣管道監控係統 城市環境監測係統 配網自動化係統 電源環境監控係統 大區域慢速過程控製係統 水利及環境監測係統 能源井下檢測係統 高速公路信息係統 遂道監測係統 區域樓宇自動化係統 www.gougunsk.com
麵向這些應用的係統所共有的幾個特點 係統區域大且分布分散 設備的節點多 對係統的成本要求很敏感 整個係統的通信量的要求不平衡不均等 通信速率要求相對適中 對可靠性要求高 係統對實時性的要求較適中(需求響應時間在秒級) (如有需求意向,13605357723谘詢) 基本平台的組網結構: 采用本平台在組網結構上可以組成點對點,鏈網及環網, 每個節點都是CAN網絡到專有光纖的網關, 最多可連接64個CAN電纜網段,全網統一速率, 最高可以支持1M的速率,且傳輸距離與速率無關
傳輸平台的幾個性能參數: 采用光纖網絡連接方式 最長聯接距離300公裏(如有需求意向,13605357723谘詢) 網絡的最大連接節的CAN網段數:64個CAN電纜網段 光纖上的最高峰值速率可達320K幀/秒 支持突發模式傳輸(如有需求意向,13605357723谘詢) 支持標準傳輸模式與增強安全模式兩種CAN數據傳輸方式 光到光的延時最小為200ns,最大為8.7us 網絡中的任一CAN節點設備發送的數據傳到另一節點的最大延時是以CAN幀的傳輸時間為單位, 最小為1幀,最大為光纖節點的2倍加6幀 支持CAN2.0A、CAN2.0B(如有需求意向,13605357723谘詢) 協議型,基於CAN的幀傳輸 采用CGNTP協議(CAN Gateway Network Transport Protocol)實現增強安全模式 支持多種速率,開關設置,最高速率可達1000kbps 網絡的最大節點數可到64*31=1984個 CAN總線驅動器采用PCA82C251(如有需求意向,13605357723谘詢)
CGNTP協議介紹(CAN Gateway Network Transport Protocol) 本協議是為解決在MinibusNet上傳輸CAN數據時的安全性而提出傳輸規則協議,全網采用本協議 可以做到,任一個CAN節點發送的數據均可以安全的傳到全網上的其他任一節點,並在網關層 執行了基CAN幀的優先級發送;具體實現上是由CAN數據節點與CAN光纖網關共同實現,可以達到 全網流控,在任何情況下(包括總線在滿負載流量情況)全網數據傳輸的安全性,從而實現CAN 總線的最基本優點:(如有需求意向,13605357723谘詢) 對等傳輸 突發數據模式 采用仲栽方式實現的總線控製權 實現了傳輸數據鏈路層的數據安全性
本協議采用將接收的幀數據通過網絡緩存後,依CAN總線協議轉發,在標準模式傳輸時,如果總 線突發流量不大(網絡中每個節點緩存160幀),網絡是安全的,如果高優先級流量突發數據幀長 時間過多,且持續超過單總線的最大容量,可能會引起總線的部分幀丟失。 在標準傳輸模式下,總線傳輸對於數據終端是透明的,傳輸對於數據不改變任何內容。 (如有需求意向,13605357723谘詢)
在增強安全模式下,為了實現總線傳輸在所有條件下的傳輸安全,在傳輸過程中,傳輸設備可能 會將CAN幀中ID號的最高位改變,同時要求CAN幀中的ID號的最高位保留給網絡傳輸協議CGNTP, 總線的數據終端在發送CAN幀時一定將ID號的最高位發送為"1",接收時忽略接收幀中ID號的最高位, 其他方麵,傳輸對於數據終端是透明的。
為什麼要選用此通信方案
從係統通信網絡結構上分析: 傳統的RS232/485組成的通信網絡(如Modbus及多種私有協議網絡),屬於低端方案 成本低,性能低;速率較低(通常幾K到幾十K),通常使用輪詢的方式,更加降低了網絡的通信效率 (如有需求意向,13605357723谘詢)
當前認為的工業以太網通信方案是高端方案,雖然通信的性能上可以達到上麵係統對通信的多種要求, 但成本過高是其最大的弱點,同時對係統中的終端要求也太高,因為終端中必須實現TCP/IP協議, 這不僅增加了成本,也提高了產品的研發難度,對產品供應商提出的要求太高,使新產品難以實現。 所以這種方案在上麵提到的係統中很少被采用;(如有需求意向,13605357723谘詢)
鑒於上麵高端方案的難度太高,所以又出現了傳統終端+以太網網關的方案,此方案是將傳統的數據終端加上 專用的轉到以太網的網關實現網絡通信的方案,但此方案仍有成本高(網絡成本及增加的網關設備),係統 結構複雜,因大多數網關因成本原因而使性能大大降低,同時因多種協議轉換的不統一性,使係統的穩定性 大大降低,所以這種過渡方案也是沒有方法的方法了。(如有需求意向,13605357723谘詢)
除上麵低端與高端方案外,還有一種是采用成熟的現場總總線方案,最典型的是Profibus總線方案,在網絡結構, 通信速率(常用的為500K或1.5M),傳輸可靠性,組成的係統規模及解決問題的適用性等方麵都是最好的選擇, 但這類方案的最大問題是幾乎全都不公開,就算認為最公開的Profibus,也僅是從站公開, 對於係統方案產品供應商,無法在係統上實現這樣的係統或實現這些的成本是這些產品供應商 無法承受的,所以這種方案在上麵的這些應用係統中應用也很少; (如有需求意向,13605357723谘詢,勾股通信,www.gougunsk.com) 采用CGNTP實現的MinibusNet通信方案在設計上定位成具有低端通信方案成本優勢的中端通信方案, 在通信距離與範圍上可以滿足上麵應用的多種係統的要求,可以最大達到300KM 在通信速率上可以的從幾K到1000K之間的多種速率以滿足不同種類係統的需求 在實現數據終端的難度上與傳統的RS232/485方案幾乎一樣,對數據終端的研發難度要求低 在實現數據終端的產品的成本上與傳統的RS232/485方案幾乎一樣,各種各樣的控製器基本都有的CAN接口, 這一點與實現有網絡接口的方案差別最大,也與采用像Profibus總從站方案相比也有明顯的優勢 在組成係統後的性能上,因實現了對等通信與突發通信的可靠性,所以係統的軟件架構簡單,編程難度低 這一點上就算最原始的RS232/485方案都無法與之相比,其他的方案更沒有可比性了。 (如有需求意向,13605357723谘詢,勾股通信,www.gougunsk.com)
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