Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
PROFIBUS (англ. Process Field Bus) — незалежний від виробника відкритий стандарт польової шини для широкого спектра застосувань у виробничій автоматизації.
Profibus об'єднує технологічні і функціональні особливості послідовного зв'язку рівня польової шини. Вона дозволяє об'єднувати розрізнені пристрої автоматизації в єдину систему на рівні давачів і приводів. Мережа Profibus — це комплексне поняття, вона базується на декількох стандартах і протоколах.
Загальні поняття
Мережа побудована згідно з багаторівневою моделлю ISO 7498-OSI та складається з трьох рівнів моделі:
1 — фізичного рівня;
2 — канального рівня;
7 — прикладного рівня.
PROFIBUS Protocol (Модель OSI)
| OSI-Рівень | PROFIBUS | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 7 | Прикладний | DPV0 | DPV1 | DPV2 | Керування |
| 6 | Представлення | -- | |||
| 5 | Сеансовий | ||||
| 4 | Транспортний | ||||
| 3 | Мережний | ||||
| 2 | Канальний | FDL | |||
| 1 | Фізичний | EIA-485 | Оптика | MBP | |
Відкритість та незалежність від виробника гарантується стандартом EN 50 170, все інше реалізовано згідно зі стандартом DIN 19245 (техніка передачі даних, методи доступу, протоколи передачі, сервісні інтерфейси для рівня застосунків, специфікація протоколів, кодування, комунікаційна модель і т. д.). За допомогою Profibus пристрої різних виробників можуть взаємодіяти без будь-яких спеціальних інтерфейсів. Розроблений Німецьким департаментом освіти та науки (BMBF) в 1989 році.
Фізично Profibus — це електрична мережа, в основі якої є екранована вита пара, або оптична мережа на основі оптоволоконного кабелю. Швидкість передачі по ній може змінюватися від 9.6 кбіт/с до 12 Мбіт/с. Найчастіше використовується вита пара з інтерфейсом RS-485.
Версії протоколу Profibus
Сімейство Profibus складається з трьох сумісних між собою версій, що знайшли широке застосування в сучасних виробництвах:
- PROFIBUS DP (англ. Decentralized Peripherals — Децентралізована периферія) використовується для керування давачами та приводами керування через централізований прилад керування на виробництві. В цьому стандарті приділяється велика увага стандартним функціям діагностики обладнання.
- PROFIBUS PA (англ. Process Automation — Автоматизація процесів) використовується для спостереження за давачами в системах автоматизації керування виробничими процесами. Цей варіант розроблений для використання у небезпечних/вибухонебезпечних зонах. Фізичний рівень (кабель передачі даних) відповідає стандарту , що дозволяє передачу даних по ньому до виробничого обладнання, та обмежити силу струму для запобігання вибухонебезпечних ситуацій навіть у випадку збоїв. Це накладає обмеження на кількість підключених приладів автоматизації процесу виробництва. Прилади автоматизації процесу виробництва передають дані зі швидкістю 31.25 кбіт/с. Однак, прилади варіанту PA використовують протокол ідентичний варіанту DP, що дозволяє підключати прилади до мережі DP через перехідник. Набагато швидший варіант DP може служити центральною шиною для передачі сигналів на прилади керування. Завдяки цьому, обладнання DP та PA можна поєднувати в єдину мережу, особливо в гібридних системах, в яких обладнання автоматизації процесів виробництва та керування тісно пов'язані між собою.
- PROFIBUS FMS (англ. Field bus Message Specification — Специфікація повідомлень польової шини) - протокол призначений в основному для зв'язку програмованих контролерів один з одним і станціями оператора на верхньому рівні. Він використовується в тих областях, де високий ступінь функціональності важливіший, ніж швидкий час реакції системи. При зв'язку через FMS використовуються відносини типу клієнт-сервер. Як приклад пристроїв, сполучених по FMS протоколу можна узяти з устаткування фірми Siemens, - SIMATIC S7 з FMS-CP або, наприклад, SIMATIC S5 з CP 5431FMS.
Дуже часто використовується комбінований режим роботи пристроїв PROFIBUS FMS і PROFIBUS DP, в цьому випадку між ведучими і веденими пристроями використовується протокол DP, а між самими ведучими - протокол FMS. В наш час[] застосування протоколу Profibus FMS скорочується, у зв'язку з переходом до промислового Ethernet і .
Принцип роботи
Прикладний рівень
Для використання цих функцій, різних рівнів служби протоколу PROFIBUS DP були визначені:
- DP-V0 для циклічного обміну даними і діагностики;
- DP-V1 для ациклічного та циклічного обміну даними та обробки сигналів тривоги;
- DP-V2 для синхронізації режиму та обміну даними між підлеглими (slave) одиницями обладнання.
Канальний рівень
Для версій Profibus існує єдиний протокол доступу до шини. Цей протокол реалізується на другому рівні моделі ISO (який називається FDL - Field bus Data Link). Цей протокол реалізує процедуру доступу за допомогою маркера (token). Мережа Profibus складається з ведучих (master) і підлеглих (slave) станцій. Ведуча станція може контролювати шину, тобто, може передавати повідомлення (без віддалених запитів), коли вона має право на це (тобто, коли вона утримує маркер). Підлегла станція може лише розпізнавати отримані повідомлення чи передавати дані після відповідного запиту. Маркер обертається в логічному кільці, що складається лише з ведучих пристроїв. Якщо система складається лише з одного ведучого пристрою, то маркер не передається (буде у чистому вигляді система “master-slave”). Мережа з мінімальною конфігурацією може складатися або з двох ведучих пристроїв, або з одного ведучого та одного підлеглого пристрою.
Фізичний рівень
На цьому рівні можуть використовуватись три різні методи передачі:
- Передача електричних сигналів відповідно до EIA-485 витою парою з імпедансом 150 Ом у топології шини. Швидкості передачі становлять від 9,6 Кбіт/с до 12 Мбіт/с. Довжина кабелю між двома ретрансляторами обмежена від 100 до 1200 м, у залежності від потрібної швидкості передачі даних. Цей метод передачі використовується головним чином з PROFIBUS DP.
- Передача через оптичне волокно у топології зірки, шини чи кільця. Відстань між ретрансляторами може становити до 15 км. Кільцева топологія також може бути виконана надлишково.
- При використанні MBP (Manchester Bus Powered) передача даних і живлення польової шини здійснюються одним і тим же кабелем. Потужність може бути зменшена таким чином, щоб була можливість використання у вибухонебезпечних середовищах. Топологія шини передбачає до 1900 м довжини кабелю і дозволяє розгалуження для периферійних пристроїв (максимально до 60 м на відгалуження). Швидкість передачі даних тут є фіксованою 31,25 кбіт/с. Ця технологія була спеціально створена для використання PROFIBUS PA.
Конфігурування Profibus
Багато з програмних засобів конфігурації мережі Profibus орієнтовані безпосередньо на того чи іншого виробника та часто містять крім засобів конфігурації мережі додаткові функції, наприклад, засоби для програмування контролерів. Серед таких програм це Simatic Step 7 (пакет програмування контролерів і фірми Siemens AG). Але є багато програм, які працюють з обладнанням різних фірм (напр. Com Profibus).
Див. також
 | Це незавершена стаття з технології. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
PROFIBUS angl Process Field Bus nezalezhnij vid virobnika vidkritij standart polovoyi shini dlya shirokogo spektra zastosuvan u virobnichij avtomatizaciyi Profibus ob yednuye tehnologichni i funkcionalni osoblivosti poslidovnogo zv yazku rivnya polovoyi shini Vona dozvolyaye ob yednuvati rozrizneni pristroyi avtomatizaciyi v yedinu sistemu na rivni davachiv i privodiv Merezha Profibus ce kompleksne ponyattya vona bazuyetsya na dekilkoh standartah i protokolah Zagalni ponyattyaMerezha pobudovana zgidno z bagatorivnevoyu modellyu ISO 7498 OSI ta skladayetsya z troh rivniv modeli 1 fizichnogo rivnya 2 kanalnogo rivnya 7 prikladnogo rivnya PROFIBUS Protocol Model OSI OSI Riven PROFIBUS 7 Prikladnij DPV0 DPV1 DPV2 Keruvannya 6 Predstavlennya 5 Seansovij 4 Transportnij 3 Merezhnij 2 Kanalnij FDL 1 Fizichnij EIA 485 Optika MBP Vidkritist ta nezalezhnist vid virobnika garantuyetsya standartom EN 50 170 vse inshe realizovano zgidno zi standartom DIN 19245 tehnika peredachi danih metodi dostupu protokoli peredachi servisni interfejsi dlya rivnya zastosunkiv specifikaciya protokoliv koduvannya komunikacijna model i t d Za dopomogoyu Profibus pristroyi riznih virobnikiv mozhut vzayemodiyati bez bud yakih specialnih interfejsiv Rozroblenij Nimeckim departamentom osviti ta nauki BMBF v 1989 roci Fizichno Profibus ce elektrichna merezha v osnovi yakoyi ye ekranovana vita para abo optichna merezha na osnovi optovolokonnogo kabelyu Shvidkist peredachi po nij mozhe zminyuvatisya vid 9 6 kbit s do 12 Mbit s Najchastishe vikoristovuyetsya vita para z interfejsom RS 485 Versiyi protokolu ProfibusSimejstvo Profibus skladayetsya z troh sumisnih mizh soboyu versij sho znajshli shiroke zastosuvannya v suchasnih virobnictvah PROFIBUS DP angl Decentralized Peripherals Decentralizovana periferiya vikoristovuyetsya dlya keruvannya davachami ta privodami keruvannya cherez centralizovanij prilad keruvannya na virobnictvi V comu standarti pridilyayetsya velika uvaga standartnim funkciyam diagnostiki obladnannya PROFIBUS PA angl Process Automation Avtomatizaciya procesiv vikoristovuyetsya dlya sposterezhennya za davachami v sistemah avtomatizaciyi keruvannya virobnichimi procesami Cej variant rozroblenij dlya vikoristannya u nebezpechnih vibuhonebezpechnih zonah Fizichnij riven kabel peredachi danih vidpovidaye standartu sho dozvolyaye peredachu danih po nomu do virobnichogo obladnannya ta obmezhiti silu strumu dlya zapobigannya vibuhonebezpechnih situacij navit u vipadku zboyiv Ce nakladaye obmezhennya na kilkist pidklyuchenih priladiv avtomatizaciyi procesu virobnictva Priladi avtomatizaciyi procesu virobnictva peredayut dani zi shvidkistyu 31 25 kbit s Odnak priladi variantu PA vikoristovuyut protokol identichnij variantu DP sho dozvolyaye pidklyuchati priladi do merezhi DP cherez perehidnik Nabagato shvidshij variant DP mozhe sluzhiti centralnoyu shinoyu dlya peredachi signaliv na priladi keruvannya Zavdyaki comu obladnannya DP ta PA mozhna poyednuvati v yedinu merezhu osoblivo v gibridnih sistemah v yakih obladnannya avtomatizaciyi procesiv virobnictva ta keruvannya tisno pov yazani mizh soboyu PROFIBUS FMS angl Field bus Message Specification Specifikaciya povidomlen polovoyi shini protokol priznachenij v osnovnomu dlya zv yazku programovanih kontroleriv odin z odnim i stanciyami operatora na verhnomu rivni Vin vikoristovuyetsya v tih oblastyah de visokij stupin funkcionalnosti vazhlivishij nizh shvidkij chas reakciyi sistemi Pri zv yazku cherez FMS vikoristovuyutsya vidnosini tipu kliyent server Yak priklad pristroyiv spoluchenih po FMS protokolu mozhna uzyati z ustatkuvannya firmi Siemens SIMATIC S7 z FMS CP abo napriklad SIMATIC S5 z CP 5431FMS Duzhe chasto vikoristovuyetsya kombinovanij rezhim roboti pristroyiv PROFIBUS FMS i PROFIBUS DP v comu vipadku mizh veduchimi i vedenimi pristroyami vikoristovuyetsya protokol DP a mizh samimi veduchimi protokol FMS V nash chas koli zastosuvannya protokolu Profibus FMS skorochuyetsya u zv yazku z perehodom do promislovogo Ethernet i Princip robotiPrikladnij riven Dlya vikoristannya cih funkcij riznih rivniv sluzhbi protokolu PROFIBUS DP buli viznacheni DP V0 dlya ciklichnogo obminu danimi i diagnostiki DP V1 dlya aciklichnogo ta ciklichnogo obminu danimi ta obrobki signaliv trivogi DP V2 dlya sinhronizaciyi rezhimu ta obminu danimi mizh pidleglimi slave odinicyami obladnannya Kanalnij riven Dlya versij Profibus isnuye yedinij protokol dostupu do shini Cej protokol realizuyetsya na drugomu rivni modeli ISO yakij nazivayetsya FDL Field bus Data Link Cej protokol realizuye proceduru dostupu za dopomogoyu markera token Merezha Profibus skladayetsya z veduchih master i pidleglih slave stancij Veducha stanciya mozhe kontrolyuvati shinu tobto mozhe peredavati povidomlennya bez viddalenih zapitiv koli vona maye pravo na ce tobto koli vona utrimuye marker Pidlegla stanciya mozhe lishe rozpiznavati otrimani povidomlennya chi peredavati dani pislya vidpovidnogo zapitu Marker obertayetsya v logichnomu kilci sho skladayetsya lishe z veduchih pristroyiv Yaksho sistema skladayetsya lishe z odnogo veduchogo pristroyu to marker ne peredayetsya bude u chistomu viglyadi sistema master slave Merezha z minimalnoyu konfiguraciyeyu mozhe skladatisya abo z dvoh veduchih pristroyiv abo z odnogo veduchogo ta odnogo pidleglogo pristroyu Fizichnij riven Na comu rivni mozhut vikoristovuvatis tri rizni metodi peredachi Peredacha elektrichnih signaliv vidpovidno do EIA 485 vitoyu paroyu z impedansom 150 Om u topologiyi shini Shvidkosti peredachi stanovlyat vid 9 6 Kbit s do 12 Mbit s Dovzhina kabelyu mizh dvoma retranslyatorami obmezhena vid 100 do 1200 m u zalezhnosti vid potribnoyi shvidkosti peredachi danih Cej metod peredachi vikoristovuyetsya golovnim chinom z PROFIBUS DP Peredacha cherez optichne volokno u topologiyi zirki shini chi kilcya Vidstan mizh retranslyatorami mozhe stanoviti do 15 km Kilceva topologiya takozh mozhe buti vikonana nadlishkovo Pri vikoristanni MBP Manchester Bus Powered peredacha danih i zhivlennya polovoyi shini zdijsnyuyutsya odnim i tim zhe kabelem Potuzhnist mozhe buti zmenshena takim chinom shob bula mozhlivist vikoristannya u vibuhonebezpechnih seredovishah Topologiya shini peredbachaye do 1900 m dovzhini kabelyu i dozvolyaye rozgaluzhennya dlya periferijnih pristroyiv maksimalno do 60 m na vidgaluzhennya Shvidkist peredachi danih tut ye fiksovanoyu 31 25 kbit s Cya tehnologiya bula specialno stvorena dlya vikoristannya PROFIBUS PA Konfiguruvannya ProfibusBagato z programnih zasobiv konfiguraciyi merezhi Profibus oriyentovani bezposeredno na togo chi inshogo virobnika ta chasto mistyat krim zasobiv konfiguraciyi merezhi dodatkovi funkciyi napriklad zasobi dlya programuvannya kontroleriv Sered takih program ce Simatic Step 7 paket programuvannya kontroleriv i firmi Siemens AG Ale ye bagato program yaki pracyuyut z obladnannyam riznih firm napr Com Profibus Div takozhPromislova merezha Modbus DNP3 SCADA Ce nezavershena stattya z tehnologiyi Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi