2.5.6.PROFIBUS

 Детальніше про PROFIBUS Ви можете прочитати в розділі 7.

2.5.6.1. Походження. PROFIBUS (Process Field Bus) з'явився завдяки зусиллям групи німецьких компаній: Bosch, Siemens та Klockner-Moller. На сьогоднішній день мережі PROFIBUS закріплені у міжнародних стандартах IEC 61158 та IEC 61784, просуванням та розвитком стандарту займається організація PNO (PROFIBUS Nutzerorganisation) та міжнародна всесвітня організація PI (PROFIBUS International), що гарантує відкритість мережі і зв’язок між пристроями різних виробників.
PROFIBUS – це система, яка включає в себе 3 різні технології:
- PROFIBUS DP (Decentralized Periphery);
- PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification);
- PROFIBUS PA (for Process Automation)
2.5.6.2. Фізичний рівень. Технології PROFIBUS-DP та PROFIBUS-FMS базуються на однакових реалізаціях фізичного та канального рівнів, тому можуть функціонувати на одній і тій самій мережі. Фізичний рівень може бути реалізований на RS-485 інтерфейсі або на оптоволоконному з’єднанні з бітовою швидкістю до 12 Мбіт/с та символьною передачею даних .
Мережа PROFIBUS-PA використається в жорстких промислових умовах та функціонально-небезпечному виробництві. На фізичному та канальному рівнях PROFIBUS-PA базується на технології передачі MBP (IEC 61158-2 Тип 3), яка використовує манчестерське кодування бітів, модулюючи струм живлення пристроїв підключених до шини. Бітова швидкість фіксована і становить 31.25 КБіт/с. Фізично PROFIBUS-PA може підключатися як сегмент до мережі PROFIBUS-DP через спеціальні мости.
2.5.6.3. Канальний рівень. На канальному рівні PROFIBUS-DP та PROFIBUS-FMS використовується протокол FDL, метод доступу до шини – гібридний (між Ведучими – маркерне кільце, з розподіленою периферією – Ведучий-Ведений). Канальний рівень PROFIBUS-PA базується на технології передачі MBP.
2.5.6.4. Прикладний рівень.
Протокол PROFIBUS-FMS базується на клієнт-серверному обміні повідомленнями і використовується для читання/запису даних великого обсягу на рівні контролерів.
PROFIBUS-DP та PROFIBUS-РА призначені для обміну даними процесу в реальному часі центрального вузла з розподіленою периферією. Сервіси прикладного рівня в PROFIBUS-DP/РА реалізовані на рівні профілю. Умовно їх функціонування можна описати клієнт-серверною моделлю ідентифікованого обміну (Polling). Ідентифікований обмін реалізується через профілювання пристроїв, в якому визначене призначення, формат та обсяг даних конкретного пристрою, описаного через GSD-файли. При конфігуруванні системи Ведучого, вказується обсяг та призначення буферу вводу/виводу для кожного Веденого PROFIBUS-DP/РА. Ведучий циклічно або періодично опитує кожний Ведений вузол, передаючи йому дані для виводу та забираючи вхідні дані (cервіс Data-Exchange). Розвиток технології PROFIBUS-DP привів до появи нових можливостей, зокрема ациклічного обміну ідентифікованими даними та ідентифікованого обміну Видавець-Абоненті т.д. На сьогоднішній день існують три версії протоколу PROFIBUS-DP: DP-V0 (циклічний обмін ідентифікованими даними Data-Exchange), DP-V1 (+ациклічний обмін ідентифікованими даними), DP-V2 (+обмін Видавець-Абонент)

Таблиця 2.16

Характеристики мереж PROFIBUS.

OSI

характеристика

PROFIBUS FMS

PROFIBUS DP

PROFIBUS PA

 

NetArea

контролерний рівень

рівень датчиків

рівень датчиків

прикладний

AppService

FMS -  ациклічний  доступ до даних процесу іншого вузла

Data_Exchange – циклічно-періодичний обмін даними процесу між центральним вузлом та розподіленою периферією; DP-V1 - ациклічний обмін даними процесу між центральним вузлом та розподіленою периферією; DP-V2 - широкомовна розсилка значень даних Ведений-Ведені; управління станом вузлів; діагностичні сервіси; конфігурування вузла; функції резервування;*

AppModel

клієнт-серверна модель обміну повідомленнями; 

клієнт-серверна модель ідентифікованого обміну для DP Data-Exchange (Polling)**; модель Видавець-Абонент ідентифікованого обміну для DP-V2; *

AppProfile

профілі для FMS пристроїв; описується GSD файлом

профілі по області застосування; великий перелік профілів пристроїв; описується GSD файлом

AppProcData

 

DP Data_Exchange: (244 Input + 244 Output) байт на Slave

AppResolut

 

залежить від конфігурації мережі;

орієнтовно 3 мс/ 10*(2 вх.байт+2 вих.байт) при 1.5 Мбіт/с***

орієнтовно 0.8 мс/ 10*(2 вх.байт+2 вих.байт) при 12 Мбіт/с***

канальний

ChAddModel

Відправник-Адресат-msg, всі вузли адресуються 1-126, 127 - широкомовна;

з боку DP видимий як модульний Ведений пристрій

ChAccess

гібридний: Ведучий-Ведений + маркерний доступ між Ведучими

Ведучий-Ведений;

ChChecksum

побітове AND

фізичний

PhInterface

RS-485, IR, оптоволокно, радіохвилі

синхронний інтерфейс, модуляція постійної напруги, манчестерське кодування

PhMedia

для RS-485 – екранована вита пара, стандарти кабелів A та B; для оптичного зв’язку – пластикові, скляні, PCF

екранована вита пара типів A-D;

PhTopology

шина, деревовидна через повторювачі/мости;

шина/дерево

PhLdrop

для RS-485 допускається тільки з використанням активних з’єднувачів;

<30 м, PhLength= Σ PhLdrop+Ltrunk

PhBaudRate

від 9600 кБіт/с до 12 Мбіт/с

31.25 КБіт/с

PhSegment

сегментація з використанням репітерів/мостів, сегментних з’єднувачів

PhNodes

32

PhLength

до 1000 м (при 187 кБіт/с), термінатор 390 Ом в обох кінцях лінії

1900 м, термінатор (100 Ом+1мкФ) в обох кінцях лінії

PhSupply

не передбачено

 до 30 В по інформаційній парі проводів

* - в офіційних документах PROFIBUS-DP прикладні сервіси та їх функціонування визначаються профілем пристрою;

** - модель умовна, в офіційних документах PROFIBUS-DP прикладні сервіси та їх функціонування визначаються профілем пристрою;

*** - дані взяті з PNO Profibus Description, для 10 пристроїв на 2 вхідні та 2 вихідні байти 

 
 
Comments