Abstract
Due to the increased availability of low cost network technology, the use of networks to interconnect sensors, actuators and controllers is becoming widely accepted for the implementation of feedback control systems. Such type of feedback implementation, wherein the control loops are closed through a real-time network, are called Network Controlled Systems (NCS). When implementing a NCS, the underlying communication network must provide a timely communication service, which must be the adequate to fulfil the control application requirements. Therefore, the assessment of the network responsiveness to the real-time requirements of the control application is a fundamental issue. Both PROFIBUS and CAN networks are usually considered suitable to support small-scale NCS, due to their real-time capabilities. However, their temporal responsiveness is highly dependent on both the timing characteristics of the supported message streams, such as its periodicity and the related message lengths. In this paper, we compare the timing properties of both CAN and PROFIBUS control networks. Basically, we assess their capability to support Network Controlled Systems, through the evaluation of the related worst-case message’s response time. A small example of a NCS is then used to assess the capability of the CAN control network to fulfil control application requirements.
Highlights
Um sistema Fieldbus permite que dispositivos de campo, como sensores, atuadores e controladores, sejam interconectados a um custo baixo, utilizando
A small example of a Network Controlled Systems (NCS) is used to assess the capability of the CAN control network to fulfil control application requirements
Na Seção 4, o problema de jitter é abordado em ambos os casos, de uma simples malha de controle e em múltiplas malhas de controle
Summary
A utilização de uma rede de controle para interconectar sensores, atuadores e controladores em um sistema de controle realimentado requer que a rede de controle deva ser simultaneamente: a) capaz de suportar fluxos de mensagens periódicas, de forma a transferir dados periódicos relacionados com o controle (por exemplo, dados de leitura periódica de um grupo de sensores); b) capaz de garantir um tempo de resposta com limite superior para transferência de mensagens, de forma a respeitar os atrasos máximos de controle relacionados; c) capaz de garantir um comportamento temporal previsível na presença de carga de rede variável por causa do tráfego não-relacionado à aplicação de controle (alarmes, fluxos de vídeo relacionados com a vigilância de instalações etc). Um problema bem conhecido quando se utiliza uma rede de comunicação para suportar aplicações de controle é a presença de jitter, ou seja, a variabilidade do intervalo de tempo entre transferências consecutivas de mensagens pertencentes a um mesmo fluxo. Uma requisição particular de um sensor para transferência de dados pode ser imediatamente efetuada, caso não haja mais requisição alguma pendente, ou pode ser atrasada no tempo, caso existam requisições múltiplas pendentes para serem efetuadas
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