PROFIBUS

包括的なプロトコルOverview

PROFIBUS:Introduction

PROFIBUSは一つの通信システムではなく、同じフィールドバステクノロジバンドル上に構築された様々なプ ユーザーは独特な適用プロフィールに終って彼らの自身のソフトウェアおよび他の条件とPROFIBUSの議定書の変化を、結合できる。 利用できる多くのプロフィールを使うとPROFIBUSは特定の必要性に適することができる。 しかし、一つのことは同じままです。 徹底したテストにより、PROFIBUSデバイスは、高品質のネットワークにふさわしい高い品質基準を満たしています。

History

PROFIBUSは、1980年代後半にドイツ政府、ドイツ企業、その他の業界リーダーによる組み合わせのプッシュから生まれました。 PROFIBUSの自慢している相続財産は多くのヨーロッパの顧客が彼らの必要性に特定の自動化に回ることができるように可能にする。

電気産業のための中央協会はPROFIBUSを作成しました。
電気産業のための中央協会はPROFIBUSを作成しました。

Origin

1987年に、ドイツの21の企業や機関が新しいプロトコルを作成するために力を合わせました。 彼らの目標は、ビットシリアルフィールドバスシステムを作成することでした。 システムを実行可能にするためには、フィールドデバイスインターフェイスを標準化する必要がありました。 電気産業のための中央協会(ZVEI)の名前を取っていたグループは、PROFIBUS FMS(フィールドバスメッセージ仕様)の作成でその目標を完了しました。

この新しいプロトコルは、複雑な通信を送信することができるプロトコルを通じて産業自動化の標準化を満たしました。 しかし、ZVEIは完成していませんでした。 1993年に、グループは新しい標準、PROFIBUS DP(分散型周辺)を導入しました。 この新しいバージョンでは、より簡単な構成とより高速なメッセージングを含む、より簡単な機能が追加されました。

ZVEIはドイツの電子産業にサービスを提供し続けています。 PROFIBUSを作成するための彼らの仕事は不可欠でした。

組織

PROFIBUS標準は、重要な組織のペアを介して維持され、進められています。 1989年、PROFIBUSの製造業者とユーザーは、PROFIBUSユーザー組織(PNO)を作成しました。 このグループは、非商業的なベンチャーであり、まだあります。 メンバーは、既存の技術を使用してユーザーがニーズを満たすのに役立つ文書を公開するなど、サポートと教育を通じてPROFIBUSの進歩に努めています。

より大きなグループが1995年に結成され、PROFIBUS International、またはPIと命名されました。 世界最大のフィールドバスユーザー協会として、PIはPROFIBUSの進行に不可欠な多くのタスクを実行することができます。 PNOと同様に、PIはPROFIBUSのユーザーを教育し、世界中でその配置を進めるのに役立ちます。 組織は、品質保証を支援し、基準を設定し、新しいPROFIBUS技術を開発することによって、しかし、さらに進みます。

概要

PROFIBUSは、スマートなフィールドバス技術です。 システム上のデバイスは中央線に接続します。 接続されると、これらのデバイスは効率的な方法で情報を通信できますが、自動化メッセージを超える可能性があります。 PROFIBUSデバイスは、自己診断および接続診断にも参加できます。 最も基本的なレベルで、PROFIBUSはosiの層および基本的な地勢学の優秀な設計から寄与する。

OSIモデル

図1—PROFIBUS OSIモデル
図1—PROFIBUS OSIモデル

PROFIBUSネットワークは、OSIネットワークモデルの三つの別々の層を利用….. 最初に、PROFIBUSはアプリケーション層について説明します。 アプリケーション層で異なるタイプのメッセージングを処理するPROFIBUSには、複数のバージョンがあります。 Profibusがサポートするメッセージングの種類には、周期的および非周期的なデータ交換、診断、アラーム処理、および等時性メッセージングが含まれます。

PROFIBUSでは、レイヤ3~6は定義されていません。 ただし、データリンクと物理層、層1と2を定義します。 データリンク層は、フィールドバスデータリンク、またはFDLを介して完成される。 FDLシステムは,マスター-スレーブ方法論とトークンパッシングの二つの共通スキームを組み合わせたものである。 マスタースレーブネットワークでは、マスタ(通常はコントローラ)はスレーブ、センサ、アクチュエータに要求を送信します。 奴隷はそれに応じて応答します。 PROFIBUSには、”トークン”信号がノード間で渡されるシステムであるトークンパッシングも含まれています。 トークンを持つノードのみが通信できます。 トークンパッシングの概念は、話すサザエのようなものです。

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バイトサイズの毎週の形式でトップ産業プロトコルのインとアウトを学ぶために私たちの自動化教育電子メールシリーズを購読!最後に、PROFIBUSは物理層を定義していますが、柔軟性の余地があります。 PROFIBUSシステムは、3種類のメディアを持つことができます。 最初のものは標準のツイストペア配線システム、この場合はRS485です。 さらに2つの高度なシステムも利用可能です。 PROFIBUSシステムはそれがより適切である場合に光ファイバー伝送を使用して動作することができるようになりました。 化学環境が爆発しやすい状況では、Manchester Bus Power(MBP)と呼ばれる安全性が強化されたシステムも利用できます。

トポロジ

PROFIBUSはバストポロジを使用します。 このトポロジでは、中央線またはバスがシステム全体に配線されます。 デバイスは、この中央バスに接続されています。 一つのバスは、中央コントローラから個々のデバイスに行く完全な長さのラインの必要性を排除します。

以前は、各PROFIBUSデバイスは中央バスに直接接続する必要がありました。 技術の進歩は、しかし、新しい”二線式”システムのためにそれを可能にしました。 このトポロジでは、PROFIBUS中央バスはProfiNet Ethernetシステムに接続できます。 このようにして、複数のPROFIBUSバスを相互に接続できます。

PROFIBUSの種類

PROFIBUSはいくつかのリビジョンを経て進歩しています。 いくつかのケースでは、進歩はPROFIBUSの新しいタイプにつながっています。 他のケースでは、新しいリビジョンは、同じタイプのPROFIBUSの異なるバージョンを意味します。 いずれにせよ、PROFIBUSの解決の変化は異なった企業のさまざまな必要性に合うためにシステムが合わせることができることを意味する。PROFIBUSの初期バージョンはPROFIBUS FMS,Fieldbus Message Specificationでした。 PROFIBUS FMSは、プログラマブルコントローラとPcの間で通信するように設計されており、それらの間で複雑な情報を送信します。 残念ながら、PROFIBUSの設計者の最初の努力であるため、FMS技術は必要に応じて柔軟ではありませんでした。 このプロトコルは、より複雑ではないメッセージや、より広い、より複雑なネットワーク上の通信には適していませんでした。 PROFIBUSの新型はそれらの必要性を満たす。 PROFIBUS FMSは今日でも使用されていますが、大多数のユーザーは新しいソリューションがより適切であると感じています。

PROFIBUS DP

profibusの第二のタイプは、より普遍的です。 Profibus DPと呼ばれる、分散周辺のために、この新しいプロトコルははるかに簡単で高速です。 PROFIBUS DPは、今日使用されているPROFIBUSアプリケーションプロファイルの圧倒的多数で使用されています。 アプリケーションプロファイルを使用すると、ユーザーは特定のソリューションの要件を組み合わせることができます。

PROFIBUS DPは、それ自体、三つの別々のバージョンを持っています。 DP-V0からDP-V1およびDP-V2までの各バージョンは、より新しく、より複雑な機能を提供します。

PROFIBUS PA

PROFIBUS PAは、プロセス自動化のために設計されたプロトコルです。 実際には、PROFIBUS PAはタイプのPROFIBUS DPの適用プロフィールである。 PROFIBUS PAは測定されたデータを送信するプロセスを標準化する。 しかし、それは非常に重要なユニークな特性を保持しています。 PROFIBUS PAは危険な環境の使用のためにとりわけ設計されていた。

ほとんどの環境では、PROFIBUS PAはRS485ツイストペアメディア上で動作します。 このメディアは、PAアプリケーションプロファイルとともに、バス上の電力をサポートします。 しかし、爆発的な環境では、その力は爆発を誘発する火花につながる可能性があります。 これを処理するために、Profibus PAをManchester Bus Powered technology(MBP)と併用することができます。

MBPの技術

MBP媒体はPROFIBUS PAで使用されるようにとりわけ設計されていた。 それはデータおよび力両方の伝達を可能にする。 しかし、この技術は電源を落とします。 より小さい力は爆発の可能性を減らすか、またはほぼ除去する。 MBPを使用するバスは1900メートルに達することができ、枝をサポートすることができます。 アプリケーションプロファイル

PROFIBUSは、アプリケーションプロファイルを使用して、特定のニーズに合わせて調整することができます。 伝送メディア、通信プロトコル(FMS、DP-V0など)、および独自のプロトコルの標準を組み合わせた多くのプロファイルがあります。 各アプリケーションプロファイルは特定の用途に合わせて調整され、新しいプロファイルは定期的に表示されます。 それらをすべて一覧表示するのは面倒です。

いくつかのアプリケーションプロファイルは、しかし、普及しています。 PROFIsafeとPROFIdriveの2つの例があります。 PROFIsafe

PROFIsafeは、高整合性ネットワークを作成するために追加のソフトウェアを使用しています。 このネットワークは、高い安全性が要求される状況で役立ちます。 PROFIsafeで証明される製造者および製造業者のために彼らは質の高水準を維持しなければならない。

PROFIdrive

profidriveは、モーションコントロールアプリケーション用に作成されました。 PROFIBUS DPの指定に加えられるソフトウェアはネットワークがサーボモーターおよび他の装置の精密な制御を達成するようにする。 従ってPROFIdriveはネットワークを渡る同時性を達成できる。

品質保証

PROFIBUSユーザー組織は、デバイスが高い基準を満たしていることを確認するための適合テストプログラムを作成しました。 このプログラムでは、デバイスはテストのために独立した実験室に送られます。 その後、デバイスはハードウェア、適合性、機能テストなどの包括的な一連のテストを受けます。 テスト結果は文書化されています

デバイスがすべてのテストに合格すると、その製造元は適合証明書を申請することができます。 証明書は3年間有効であり、さらなるテストで更新することができます。

Attribute Rating
PRIMARY VENDOR Siemens
PRIMARY ADVANTAGES Very Fast and Simple Integration to Siemens PLCs | Acceptance in Europe
PRIMARY ADVANTAGES Expensive ASIC Required, No Power over the Bus, Expensive Connectors
NETWORK SPEED 12 Meg
DUPLICATE ADDRESS DETECTION None
MAXIMUM FRAME SIZE 244 Bytes
CONNECTORS Enhanced DB-9 for Profibus Speed
CONNECTORS None – Half Duplex Protocol
BANDWIDTH UTILIZATION Medium to Low | Frame Size larger than most applications require
MAXIMUM NUMBER NODES 126 with 32 Maximum per segment
MESSAGING TYPES Two Types (Messaging and I/O)
PRIMARY COMMUNICATION METHODS Half Duplex Master Slave
MAX I/O PER PACKET 244 Bytes
LARGE MESSAGE FRAGMENTATION No
TYPICAL CYCLE TIMES 10 mec
SPONSORING ORGANIZATION Profibus User Organization (PNO)
CONNECTOR COST Expensive Drivers and Interface for 12Meg Speed
TYPICAL FLASH REQUIRED ASIC Plus 5K in Processor
TYPICAL RAM REQUIRED 5K | Varies with I/O Supported

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