ElektroPrůmysl.cz, leden 2012

10 ElektroTrh.cz, leden 2012 Ethernet a USB v automatizačních systémech Ethernet je tu s námi již docela dlouho. V letošním roce tomu již bude dvacet let od vzniku standardu 10Base-T s rychlostí 10 Mbit/s, který přinesl komuni- kaci prostřednictvím nestíněných kroucených párů (UTP - Unshielded Twisted Pair) a topologii propojení do hvězdy. Již v roce 1990 byla tedy cesta Ethernetu do průmyslových aplikací otevřena. I když je již dávno Ethernet nejúspěšnějším a nejrozšířenějším typem spojení v počítačových sítích, v systémech průmyslo- vé automatizace se prosazoval dlouho a složitě. V myslích techniků byl nadlouho Ethernet spojen se sdíleným přenosovým médiem v podobě tlustého a tenkého koaxiálního kabelu nebo i v podobě krou- cených dvojlinek s rozbočovači (hub), s rozsáhlými kolizními doménami a především s nedeterministic- kým principem řešení kolizí metodou CSMA/CD (Carrier Sense with Multiple Access and Collision De- tection). V kolizní doméně mohou současně přijímat všechny stanice, ale vysílat může pouze jedna. Vznik- la-li vysíláním více stanic současně kolize, všechny stanice se na náhodně dlouhou dobu odmlčely, než to některá zkusila znovu. Tato metoda, při nízkém za- tížení sítě velmi efektivní, způsobovala při růstu zatí- žení exponenciální nárůst počtu kolizí. Tyto potíže ale vymizely s používáním přepínačů (switch). Kolizní doména dnes obvykle obsahuje jen dva účastníky, a to jedno koncové zařízení a přepínač. Kabely obsahují až čtyři kroucené páry a vysílání probí- há současně s příjmem v režimu tzv. plného duplexu (full duplex) . Přenosové médium není sdíleno a ne- vznikají na něm kolize. Přenosová rychlost pak může stabilně dosahovat nejvyšší možné úrovně. Takováto síť pak může být dobrým základem komunikace i pro velmi složité a rozsáhlé automatizační systémy. Stejně jak Ethernet představuje nejlepší variantu pro rozsáhlé sítě, v případě připojování periferních jednotek k počítačům je nejlepší volbou USB propo- jení. Tento standard univerzální sériové sběrnice vznikl již v roce 1995 a jeho rychlejší varianta USB 2.0 s datovým tokem až 480 Mbit/s existuje již také déle než deset let. USB představuje výrazný kvalitativní skok proti všem dříve používaným sériovým i paralel- ním rozhraním. Její spolehlivost, odolnost, přenoso- vá kapacita i rychlost odezvy ji předurčuje pro velkou většinu připojený periferních jednotek v úlohách sběru dat a řízení v průmyslové automatizaci. Ethernet ani USB nejsou žádnými novými a ne- prověřenými technologiemi. Cestu do oboru průmys- lové automatizace tyto standardy neměly jednodu- chou, jejich dominance je zřejmá a jejich kvality nezpochybnitelné. Vybudování ethernetové sítě je totiž neobyčejně snadné, levné a rychlé a tento úkol bez potíží zvládají všichni systémoví integrátoři. A vybudování sítě periferií komunikující přes USB Obr. 1: Jednotka průmyslových vstupů a výstupů DataLab s připojením na Ethernet AUTOMATIZACE, ŘÍZENÍ A REGULACE