PROGRAMOWANIE ZAGADNIEŃ TRANSMISYJNYCH W STEROWNIKACH PLC

W podręczniku przedstawiono wiele teoretycznych i praktycznych zagadnień z tematyki transmisji danych, jakie występują w rzeczywistych systemach komunikacyjnych i jakie można zasymulować programowo lub zaprogramować w sterownikach PLC. Praktyczną część podręcznika stanowi omówienie od strony funkcjonalnej, układowej i programowej implementacji tych zagadnień w wielu symulowanych i rzeczywistych układach, które występują na różnych punktach układu końcowego systemu transmisji. Podręcznik zawiera rozszerzony zestaw zagadnień układowych i teoretycznych z wybranej tematyki prezentowanej na Wydziale Informatyki Politechniki Poznańskiej podczas takich przedmiotów jak „układy i urządzenia transmisji danych” i „teleinformatyczne przemysłowe systemy sieciowe”. Część zagadnień omawianych w podręczniku jest wykorzystywana w nauczaniu przedmiotu podstawowego „programowanie sterowników PLC” jako działu dotyczącego transmisji szeregowej. W kolejnych rozdziałach zawarto zagadnienia teoretyczne, które są podstawą do zaprezentowania przykładowych programów dla danego typu sterownika. Na końcu każdego rozdziału lub podrozdziału znajduje się zestaw teoretycznych zagadnień do weryfikacji nabytej wiedzy i zestaw zadań do samodzielnego wykonania w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych. Podręcznik jest przeznaczony dla studentów kierunków technicznych, którzy pragną zdobyć podstawową wiedzę z dziedziny transmisji danych, a przy tej okazji rozszerzyć ją o jej implementację w sterownikach PLC. Jest polecany głównie studentom kierunków informatyka i automatyka, którzy w ramach studiów mają zajęcia z przedmiotów związanych z zagadnieniami transmisyjnymi (np. sieci komputerowe) oraz sterownikami PLC, w szczególności firmy Mitsubishi Electric.

Spis treści
1. Wprowadzenie 7
2. System transmisji danych 12
2.1. Układ nadajnika transmisji szeregowej 14
2.2. Rodzaje transmisji 17
2.3. Układ odbiornika transmisji szeregowej 19
2.4. Układ synchronizacji bitowej 21
2.4.1. Metoda przesyłania „pilota” 22
2.4.2. Metody wykorzystujące momenty charakterystyczne 23
2.4.2.1. Metoda nieograniczonej wartości korekcji 25
2.4.2.2. Metody stałej wartości korekcji 27
Zadania 29
2.4.3. Metoda przesyłania dodatkowych elementów synchronizacyjnych 30
Zadania 31
2.5. Układ synchronizacji słowa 33
Zadania 37
3. Kodowanie transmisyjne 39
3.1. Kodowanie wartości bitu 40
3.1.1. Ciąg binarny szpikowany zerami – CBNSZ 41
3.1.2. Ciąg binarny z odwracaniem zer – NRZI 43
3.1.3. Ciąg binarny z dodawaniem pozycji 44
3.2. Kodowanie zegara 44
3.2.1. Dekodowanie asynchroniczne 45
3.2.2. Dekodowanie synchroniczne 48
3.3. Kodowanie trójstanowe 49
3.4. Kodowanie w sieciach Ethernet 50
Zadania 53
4. Podstawy teorii kodowania nadmiarowego 55
4.1. Blokowe kody liniowe 57
4.2. Własności detekcyjne kodów liniowych 60
4.3. Własności graniczne kodów liniowych 62
4.4. Błędy seryjne 64
4.5. Stosowane kody w zapisie macierzowym 65
4.6. Kody tablicowe 66
4.7. Kodowanie i dekodowanie w sterowniku FX 68
Zadania 71
5. Kodowanie wielomianowe 74
5.1. Metody kodowania wielomianowego 75
5.2. Własności detekcyjne kodów wielomianowych 78
5.3. Realizacja techniczna układu dzielenia wielomianowego 79
Zadania 82
5.4. Instrukcje sterownika FX dla kodowania wielomianowego 83
5.5. Warianty programowe dzielenia wielomianów 85
5.6. Blokowe struktury zabezpieczenia rzeczywistych bloków danych 88
5.7. Programowe procedury zabezpieczenia bajtowych bloków danych 92
5.8. Kodowanie i dekodowanie transmisyjnego bloku danych 95
5.9. Instrukcja CRC sterownika FX3U 99
5.10. Implementacja programowa instrukcji CRC 101
Zadania 103
6. Dekodowanie korekcyjne 106
6.1. Korygowanie błędów w kodach definiowanych układem równań 106
6.2. Korygowanie błędów w kodach wielomianowych 110
6.3. Dekodowanie korekcyjne w sterowniku FX 112
Zadania 114
7. Transmisja szeregowa w sterownikach FX 116
7.1. Program obsługi portu szeregowego 123
Zadania 125
7.2. Modułowy blok komunikacyjny FX2N-232IF 126
7.2.1. Transfer formatu nr 1 ramki transmisyjnej 132
7.2.2. Transfer formatu nr 7 ramki transmisyjnej 134
7.2.3. Automatyka styku RS232C 137
Zadania 139
8. Dodatkowy port szeregowy sterownika AL-2 141
8.1. Konfiguracja danych do transmisji 143
8.2. Komunikacja w sieci GSM 145
Zadania 150
9. Protokoły transmisyjne w sterownikach PLC 152
9.1. Protokół ACSCII 152
9.2. Protokół MODBAS 154
Zadania 161
9.3. Protokół odczytu i zapisu danych z/do sterownika FX 162
9.3.1. Konfiguracja połączeń 162
9.3.2. Struktura protokołu FX 164
9.3.3. Przykładowe programy zapisu i odczytu danych 168
Zadania 170
9.4. Protokół odczytu i zapisu danych z/do sterownika AL2 170
Zadania 174
9.4.1. Program FX odczytu i zapisu zmiennych z/do AL2 174
Zadania 178
10. Sieci wbudowane i programowe w sterownikach FX 179
10.1. Sieć „1:1” 182
Zadania 183
10.2. Sieć „N:N” 184
Zadania 188
10.3. Sieć „K:K” 189
10.3.1. Struktura ramki sieciowej i warunki nadawania 190
10.3.2. Program stacji sieciowej 192
Zadania 195
Załączniki 197
Załącznik Z1 – Odkrywcy kodów idealnych 197
Załącznik Z2 – Styk RS232C 199
Załącznik Z3 – Styki RS422 i RS485 201
Załącznik Z4 – Radiomodem CC-1000 204
Załącznik Z5 – Konwerter ADA-1040 207
Załącznik Z6 – Urządzenie Powiadamiania Tekstowego (UPT) 209
Załącznik Z7 – Specyfikacja kabli połączeniowych 210
Bibliografia 211