PROFIBUS

Omfattende Protokolloversikt

PROFIBUS: Introduksjon

PROFIBUS ER ikke ett kommunikasjonssystem, MEN en rekke protokoller bygget på samme feltbuss – teknologipakke. Brukere kan kombinere ulike PROFIBUS-protokoller med egen programvare og andre krav, noe som resulterer i en unik applikasjonsprofil. MED mange tilgjengelige profiler kan PROFIBUS dekke spesifikke behov. En ting forblir den samme, skjønt. GJENNOM grundig testing oppfyller PROFIBUS-enheter en høy kvalitetsstandard som passer til et nettverk av høy kvalitet.

Historie

PROFIBUS ble født ut av et kombinert trykk fra den tyske regjeringen, tyske selskaper og andre industriledere på slutten av 1980 – tallet. deres innsats skapte en automatiseringsløsning som ikke bare er levedyktig i dag, men har ført til flere løsninger. PROFIBUS ‘ stolte arv gjør det mulig for Mange Europeiske kunder å vende seg til automatisering som er spesifikk for deres behov.

Opprinnelse

i 1987 gikk 21 selskaper og institusjoner i Tyskland sammen for å opprette en ny protokoll. Deres mål var å skape et bit-serielt Feltbuss-system. For at systemet skulle være levedyktig, måtte de standardisere feltenhetsgrensesnittet. Gruppen, Som hadde tatt navnet Central Association FOR The Electrical Industry (ZVEI), fullførte sitt mål med ETABLERINGEN AV PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification).

denne nye protokollen tilfredsstilte standardisering Av Industriell Automatisering gjennom en protokoll som kunne sende komplisert kommunikasjon. ZVEI var ikke ferdig, skjønt. I 1993 introduserte GRUPPEN EN ny standard, PROFIBUS DP (Decentralized Periphery). Denne nye versjonen inneholdt mer enkelhet, inkludert enklere konfigurasjon og raskere meldinger.

ZVEI fortsetter å betjene elektronikkindustrien I Tyskland. DERES arbeid med Å skape PROFIBUS var avgjørende.

Organisasjoner

PROFIBUS standarder opprettholdes og avanserte via et par viktige organisasjoner. I 1989 opprettet profibus-produsenter OG-brukere PROFIBUS Brukerorganisasjon (PNO). Denne gruppen var, og er fortsatt, et ikke-kommersielt venture. Medlemmene arbeider for Å fremme PROFIBUS gjennom støtte og utdanning, inkludert publisering av dokumenter som hjelper brukerne med å tilfredsstille deres behov ved hjelp av eksisterende teknologi.

EN større gruppe ble dannet I 1995 og heter PROFIBUS International, ELLER PI. SOM den største Feltbussbrukerforeningen i verden, ER PI i stand til å utføre mange oppgaver som er avgjørende for UTVIKLINGEN AV PROFIBUS. I LIKHET MED PNO utdanner PI brukere PÅ PROFIBUS og bidrar til å fremme sin plassering over hele verden. Organisasjonen går imidlertid videre ved å hjelpe til med kvalitetssikring, sette standarder og utvikle NYE PROFIBUS-teknologier.

OVERSIKT

PROFIBUS ER en smart feltbuss-teknologi. Enheter på systemet kobles til en sentral linje. Når de er tilkoblet, kan disse enhetene kommunisere informasjon på en effektiv måte, men kan gå utover automatiseringsmeldinger. PROFIBUS-enheter kan også delta i selvdiagnose og tilkoblingsdiagnose. PÅ det mest grunnleggende nivået drar PROFIBUS nytte av overlegen DESIGN AV OSI-lagene og grunnleggende topologi.

OSI — Modell

PROFIBUS-nettverk gjør bruk av tre separate lag av osi-nettverksmodellen. FØRST BESKRIVER PROFIBUS applikasjonslaget. DET finnes FLERE VERSJONER AV PROFIBUS som håndterer ulike typer meldinger på applikasjonslaget. NOEN av meldingstypene PROFIBUS støtter inkluderer syklisk og asyklisk datautveksling, diagnose, alarmhåndtering og isokrone meldinger.

PROFIBUS definerer ikke lag tre til seks. Det definerer imidlertid datalink og fysiske lag, lag ett og to. Datakoblingslaget er fullført via En Feltbussdatakobling, ELLER FDL. FDL-systemet kombinerer to vanlige ordninger, master-slave methodology og token passing. I et master-slave-nettverk sender mestere, vanligvis kontrollører, forespørsler til slaver, sensorer og aktuatorer. Slavene svarer deretter. PROFIBUS inkluderer også token passering, et system der et» token » signal sendes mellom noder. Bare noden med token kan kommunisere. Token passerer konseptet er som snakker konkylie; bare personen med konkylie har lov til å snakke.

TIL SLUTT definerer PROFIBUS et fysisk lag, selv om det gir rom for fleksibilitet. PROFIBUS-systemer kan ha tre typer medier. Den første er et standard snoet par ledningssystem, i dette tilfellet RS485. To mer avanserte systemer er også tilgjengelige. PROFIBUS-systemer kan nå operere med fiberoptisk overføring i tilfeller der det er mer hensiktsmessig. Et sikkerhetsforbedret system Kalt Manchester Bus Power, ELLER MBP, er også tilgjengelig i situasjoner der det kjemiske miljøet er utsatt for eksplosjon.

Topologi

PROFIBUS bruker busstopologien. I denne topologien er en sentral linje, eller buss, kablet gjennom hele systemet. Enheter er festet til denne sentrale bussen. En buss eliminerer behovet for en full lengde linje som går fra den sentrale kontrolleren til hver enkelt enhet.

TIDLIGERE måtte HVER PROFIBUS-enhet kobles direkte til sentralbussen. Teknologiske fremskritt, derimot, har gjort det mulig for en ny» to-wire » system. I denne topologien kan PROFIBUS sentralbuss kobles til Et ProfiNet Ethernet-system. PÅ denne måten kan FLERE PROFIBUS-busser koble seg til hverandre.

TYPER PROFIBUS

PROFIBUS har avansert gjennom en håndfull revisjoner. I noen tilfeller har fremskritt ført til EN NY TYPE PROFIBUS. I andre tilfeller betyr nye revisjoner forskjellige versjoner av SAMME TYPE PROFIBUS. UANSETT betyr mangfoldet AV PROFIBUS-løsninger at systemet kan tilpasses de ulike behovene i ulike bransjer.

PROFIBUS FMS

DEN første versjonen AV PROFIBUS var PROFIBUS FMS, Fieldbus Message Specification. PROFIBUS FMS ble utviklet for å kommunisere Mellom Programmerbare Kontrollere og Pc-er, og sende kompleks informasjon mellom dem. DESSVERRE, SOM DEN første innsatsen TIL PROFIBUS-designere, VAR FMS-teknologien ikke så fleksibel som nødvendig. Denne protokollen var ikke egnet for mindre komplekse meldinger eller kommunikasjon på et bredere, mer komplisert nettverk. NYE TYPER PROFIBUS vil tilfredsstille disse behovene. PROFIBUS FMS er fortsatt i bruk i dag, selv om de aller fleste brukere synes nyere løsninger er mer hensiktsmessige.

PROFIBUS DP

DEN andre TYPEN PROFIBUS er mer universell. KALT PROFIBUS DP, For Desentralisert Periferi, er denne nye protokollen mye enklere og raskere. PROFIBUS DP brukes i det overveldende flertallet AV PROFIBUS applikasjonsprofiler som er i bruk i dag. Applikasjonsprofiler lar brukerne kombinere sine krav til en bestemt løsning, og de vil bli diskutert mer detaljert om kort tid.

PROFIBUS DP har i seg selv tre separate versjoner. Hver versjon, FRA DP-V0 TIL DP-V1 og DP-V2, gir nyere, mer kompliserte funksjoner.

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA ER en protokoll utviklet for Prosessautomatisering. I virkeligheten ER PROFIBUS PA EN TYPE PROFIBUS DP-Applikasjonsprofil. PROFIBUS PA standardiserer prosessen med overføring av målte data. Det holder en svært viktig unik egenskap, skjønt. PROFIBUS PA er utviklet spesielt for bruk i farlige miljøer.

I DE fleste miljøer opererer PROFIBUS PA OVER RS485 tvunnet par media. Dette mediet, sammen MED pa-applikasjonsprofilen, støtter strøm over bussen. I eksplosive miljøer kan imidlertid denne kraften føre til gnister som fremkaller eksplosjoner. FOR å håndtere DETTE KAN PROFIBUS PA brukes Med Manchester Bus Powered technology (MBP).

MBP-Teknologi

MBP-mediet ble utviklet spesielt for BRUK I PROFIBUS PA. Det tillater overføring av både data og kraft. Teknologien trapper strømmen ned, skjønt. En mindre kraft reduserer, eller eliminerer nesten, muligheten for eksplosjon. Busser som bruker MBP kan nå 1900 meter og kan støtte grener. Applikasjonsprofiler

PROFIBUS kan skreddersys til spesifikke behov ved hjelp av applikasjonsprofiler. Det er mange profiler som kombinerer standarder for overføringsmedier, kommunikasjonsprotokoll (FMS, DP-V0, etc…) og unike protokoller. Hver applikasjonsprofil er skreddersydd for en bestemt bruk, og nye profiler vises regelmessig. Å liste dem alle ville være tungvint.

noen applikasjonsprofiler er imidlertid utbredt. To eksempler er PROFIsafe og PROFIdrive. PROFIsafe

PROFIsafe bruker ekstra programvare for å skape et nettverk med høy integritet. Dette nettverket er nyttig i situasjoner der høy sikkerhet er et krav. For at leverandører og produsenter skal bli sertifisert I PROFIsafe, må de opprettholde høye kvalitetsstandarder.

PROFIdrive

PROFIdrive ble opprettet for bevegelseskontroll applikasjoner. Programvare som ER lagt TIL PROFIBUS DP-spesifikasjonen, gjør det mulig for nettverket å oppnå presis kontroll av servomotorer og annet utstyr. Dermed PROFIdrive kan oppnå synkronisering på tvers av nettverket.

Kvalitetssikring

PROFIBUS Brukerorganisasjon har opprettet et testprogram for samsvar for å sikre at enhetene oppfyller høye standarder. I dette programmet sendes en enhet til et uavhengig laboratorium for testing. Enheten gjennomgår deretter en omfattende serie tester, blant Annet Maskinvare, Konformitet og Funksjonstester. Testresultatene er dokumentert

når en enhet består alle tester, kan produsenten søke om et samsvarssertifikat. Sertifikatet er gyldig i tre år og kan fornyes med videre testing.

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