Интерфейс Ethernet-TCP/IP

Первые энкодеры с интерфейсом Ethernet-TCP/IP. Одна из исторических статей опубликованных компанией Fraba в 2001 году, которая выпустила первый энкодер с Ethernet интерфейсом.

Первый энкодер с интегрированным веб-сервером

Предыстория создания и первые функциональные возможности

Фирма Fraba является первой (по состоянию на 2001 год), которая начала интегрировать в свои датчики миниатюрные веб-серверы. Датчики с этим интерфейсом могут подключаться или прямо к компьютеру через обычную сетевую карту, или к компьютерной сети. Коммуникация осуществляется с 10/100 MBit/s через TCP/IP протокол. Благодаря этому представляется возможным коммуницировать с датчиками подходящей программой из любой операционной системы и с помощью обычных текстовых команд. IP-адрес, как и другие параметры, записан в память (flash) датчика и позволяет себя легко изменять. Частота считывания информации из датчика зависит от ширины полосы пропускания и загруженности сети и достигает 1ms. Интегрированный mikro-Web-server, базируясь на TCP/IP протоколе, может также коммуницировать через HTTP-Protocol с любым веб — браузером и представляет привычные и удобные HTML веб — страницы с Java-Applets.

Таким образом, предоставляется возможность с помощью мыши из любой точки мира датчики параметрировать и программировать. Также статус-опрос, диагностика и вызов различных функций осуществляется комфортно с помощью Java-Applets. Через SMTP-Protocol дополнительно является возможным все диагностические сообщения, например, при аварийном превышении температуры датчика, отправлять электронной почтой (e-mail) на любой (заранее запрограммированный) e-mail адрес, например, на обслуживающий персонал.
С помощью HTTP и SMTP является также возможным, без каких-либо дополнительных Hard- и Software компонентов, дистанционный сервис датчиков.
Применение простых сетевых карт и отсутствие необходимости в сложном программном обеспечении, резко снижает затраты на проэктирование и интеграцию оборудования в производство.
Касаясь проблемы жесткого реального времени Ethernet-TCP/IP интерфейс нельзя сравнивать с ранее упомянутыми видами интерфейсов, да и создавался он для других целей, т.е. для передачи больших пакетов данных при низких требованиях к реальному времени. Коммуникация в интерфейсах CAN-Bus, Profibus-DP и др. строго регламентирована, т.е. рассчитана на передачу коротких пакетов данных и с определенной последовательностью. Компьютерная сеть предприятия должна выдерживать определенные нагрузки в так называемые «время пик», например, посылка документов на принтеры, Internet-Traffic и т.д. и в результате становится медленнее. Таким образом, достигаемое время/цикл, без применения особых мер, сильно колеблется. В настоящее время ведутся работы над концептами, которые должны улучшить процессную способность компьютерных сетей с помощью switches, распределения приоритетов или управления доступом во «второй слой».
Однако уже сегодня в обычной компьютерной сети, состоящей из PC и непосредственно подключенных Ethernet-датчиков, можно реализовать время/цикл в области нескольких миллисекунд.
Случаям применения с высокими требованиями к жесткому реальному времени целиком и полностью отвечают датчики с полевой шиной (fieldbus). Однако далеко не всегда ставятся такие требования. Применение датчиков с Ethernet-интерфейсом оправданно тогда, когда в первую очередь важны низкие интеграционные затраты, а требования к реальному времени относительны. В числе таких примеров могут быть система, где до этого никакие другие SPS или fieldbus-компоненты не применялись, проверяющие стенды или автоматика в зданиях. Существует также много примеров в сферах экспериментальных технологий, опытного производства, лабораториях и пр., где требования к реальному времени не высоки.