Trang chủ Kỹ Thuật Số Profibus – Wikipedia tiếng Việt

Profibus – Wikipedia tiếng Việt

Đầu kết nối của chuẩn Profibus

PROFIBUS (Process Field Bus) là một chuẩn cho truyền thông fieldbus trong kỹ thuật tự động hóa và được phát triển lần đầu vào năm 1989 bởi BMBF (phòng giáo dục và nghiên cứu Đức) và sau đó được sử dụng bởi Siemens. Không nên lẫn lộn với tiêu chuẩn PROFINET cho Ethernet công nghiệp. PROFIBUS được xuất bản công khai như một phần của IEC 61158.

PROFIBUS bắt nguồn từ một kế hoạch tiếp thị công khai minh bạch cho một hiệp hội được khởi đầu ở Đức vào năm 1986 và có 21 công ty và viện điều tra và nghiên cứu đã yêu cầu ra một kế hoạch dự án Bất Động Sản toàn diện và tổng thể gọi là ” Fieldbus “. Mục đích là để thực thi và Viral việc sử dụng một bus trường bit-nối tiếp dựa trên những nhu yếu cơ bản của giao diện thiết bị hiện trường. Với mục tiêu này, những công ty thành viên đã chấp thuận đồng ý tương hỗ một khái niệm kỹ thuật chung cho sản xuất ( tức là rời rạc hoặc tự động hóa xí nghiệp sản xuất ) và tự động hóa quy trình. Đầu tiên, giao thức tiếp thị quảng cáo phức tạp Profibus FMS ( Field bus Message Specification ), được phong cách thiết kế cho những tác vụ yên cầu tiếp xúc, đã được chỉ định. Sau đó vào năm 1993, những đặc thù kỹ thuật đơn thuần hơn và do đó thu được giao thức nhanh hơn đáng kể PROFIBUS DP ( thiết bị ngoại vi phân tán ) được hoàn thành xong. Profibus FMS được sử dụng cho ( không xác lập ) truyền tài liệu giữa những Profibus Master. Profibus DP là một giao thức được tạo ra cho ( xác lập ) tiếp xúc giữa những Profibus master và những I / O slaver từ xa của chúng .Có hai biến thể của PROFIBUS được sử dụng ngày này ; PROFIBUS DP thường được sử dụng nhất, và ít được sử dụng hơn, dành riêng cho ứng dụng, PROFIBUS PA :

  • PROFIBUS DP (thiết bị ngoại vi phân tán-Decentralised Peripherals) được sử dụng để vận hành các cảm biến và cơ cấu chấp hành thông qua một bộ điều khiển tập trung trong các ứng dụng sản xuất tự động hóa (nhà máy). Nhiều tùy chọn chẩn đoán tiêu chuẩn, đặc biệt, đều tập trung ở đây.
  • PROFIBUS PA (Tự động hóa quá trình – Process Automation) được sử dụng để giám sát các thiết bị đo thông qua một hệ thống điều khiển quá trình trong các ứng dụng tự động hóa quá trình. Biến thể này được thiết kế để sử dụng trong các khu vực dễ nổ/độc hại (Ex-zone 0 và 1). Lớp vật lý (tức là cáp nối) phù hợp với tiêu chuẩn IEC 61158-2, cho phép dòng điện được phân phối qua các bus tới các thiết bị ngoài nhà máy, trong khi giới hạn dòng điện sử dụng vì thế không tạo ra điều kiện cháy nổ, ngay cả khi có sự cố xảy ra. Số lượng các thiết bị gắn vào một phân khúc PA sẽ bị giới hạn bởi tính năng này. PA có tốc độ truyền tải dữ liệu là 31.25 kbit/s. Tuy nhiên, PA sử dụng giao thức tương tự như DP, và có thể được liên kết với một mạng DP sử dụng một bộ ghép. DP hoạt động nhanh hơn nhiều giống như một mạng đường trục để truyền tín hiệu quá trình cho bộ điều khiển. Điều này có nghĩa rằng DP và PA có thể làm việc chặt chẽ với nhau, đặc biệt là trong các ứng dụng lai nơi mà mạng quá trình và mạng tự động hóa nhà máy hoạt động song song với nhau.

Trong hơn 30 triệu nút PROFIBUS đã được lắp đặt vào cuối năm 2009. 5 triệu trong số này được sử dụng trong quá trình công nghiệp.

Đặc điểm kỹ thuật[sửa|sửa mã nguồn]

Giao thức PROFIBUS (mô hình tham chiếu OSI)

Lớp OSI PROFIBUS
7 Ứng dụng DPV0 DPV1 DPV2 Quản lý
6 Trình bày –
5 Phiên làm việc
4 Chuyền tải
3 Mạng
2 Liên kết dữ liệu FDL
1 Vật lý EIA-485 Quang học MBP FORMAT_PLACEHOLDER_0

Lớp ứng dụng[sửa|sửa mã nguồn]

Để sử dụng những tính năng này, những mức dịch vụ khác nhau của giao thức DP đã được định nghĩa :

  • DP-V0 để trao đổi dữ liệu và chẩn đoán theo chu kỳ
  • DP-V1 để trao đổi dữ liệu và xử lý báo động tuần hoàn
  • DP-V2 để phát đi ở chế độ đẳng thời và trao đổi dữ liệu (truyền thông slave-to-slave)

Lớp bảo mật thông tin[sửa|sửa mã nguồn]

Lớp bảo mật FDL (Field bus Data Link) làm việc với một phương pháp tiếp cận lai kết hợp token(mã thông báo) đi qua với một phương pháp master-slave. Trong một mạng PROFIBUS DP, các bộ điều khiển hay các hệ thống điêu khiển quá trình là những master và các cảm biến và cơ cấu chấp hành là những slave.

Nhiều loại điện tín khác nhau được sử dụng. Chúng hoàn toàn có thể được phân biệt bởi dấu ngăn cách khởi đầu ( start delimiter-SD ) của chúng :Không có tài liệu : SD1 = 0x10

SD1 DA SA FC FCS ED

Dữ liệu chiều dài biến :SD2 = 0x68

SD2 LE LER SD2 DA SA FC DSAP SSAP PDU FCS ED

tài liệu chiều dài cố định và thắt chặt :SD3 = 0 xA2

SD3 DA SA FC PDU FCS ED

Mã thông tin ( token ) :SD4 = 0 xDC

SD4 DA SA ED

Xác nhận ngắn gọn :SC = 0 xE5

SC

SD : dấu ngăn cách khởi đầu – Start DelimiterLE : Chiều dài của đơn vị chức năng tài liệu giao thức ( incl. DA, SA, FC, DSAP, SSAP )LER : Lặp lại đơn vị chức năng tài liệu giao thức, ( Khoảng cách báo hiệu = 4 )FC : Mã hàm-Function code

DA: Địa chỉ đích-Destination Address

SA : Địa chỉ nguồn-Source AddressDSAP : Điểm truy xuất dịch vụ đích – Destination Service Access PointSSAP : Điểm truy vấn dịch vụ nguồn

SAP (Decimal) DỊCH VỤ
Mặc định 0 Trao đổi dữ liệu theo chu kỳ (Write_Read_Data)
54 Master-to-Master SAP (M-M Communication)
55 Thay đổi Địa chỉ Trạm (Set_Slave_Add)
56 Đọc Đầu vào (Rd_Inp)
57 Đọc Đầu ra (Rd_Outp)
58 Các lệnh điêu khiển đến một DP Slave (Global_Control)
59 Đọc dữ liệu cấu hình (Get_Cfg)
60 Đọc dữ liệu chẩn đoán (Slave_Diagnosis)
61 Gửi dữ liệu tham số (Set_Prm)
62 Kiểm tra dữ liệu cấu hình (Chk_Cfg)

Lưu ý : SAP55 là tùy chọn và hoàn toàn có thể bị vô hiệu nếu slave không phân phối bộ nhớ tàng trữ cố định và thắt chặt cho địa chỉ trạm .PDU : Protocol Data Unit : Đơn vị tài liệu giao thức ( tài liệu giao thức )FCS : Frame Checking Sequence : Trình tự kiểm tra frameED : Dấu phân làn kết thúc – End Delimiter ( = 0x16 ! )FCS được thống kê giám sát bằng cách bổ trợ lên những byte theo độ dài lao lý. Một tràn bị bỏ lỡ ở đây. Mỗi byte được lưu với bit kiểm tra chẵn lẽ và truyền không đồng nhất với một bit start và stop. Có thể không có một khoảng chừng dừng giữa một bit stop và bit start theo sau khi những byte của một bức điện được truyền đi. Các tín hiệu master mở màn của một bức điện mới với khoảng chừng dừng SYN của tối thiểu 33 bit ( logic ” 1 ” = bus nhàn nhã ) .
Ba phương pháp khác nhau được lao lý cho lớp bit-truyền :

  • Bằng đường truyền tải điện theo EIA-485, cáp xoắn đôi với trở kháng 150 ohm được sử dụng trong một topo mạng bus. Tốc độ bit từ 9,6 kbit / s đến 12 Mbit / s có thể được sử dụng.Chiều dài cáp giữa hai bộ lặp lại được giới hạn từ 100 đến 1.200 m, tùy thuộc vào tốc độ bit được sử dụng. Phương pháp truyền dẫn này chủ yếu được sử dụng với PROFIBUS DP.
  • Với truyền dẫn quang qua sợi quang, tôp mạng hình sao, bus và vòng được sử dụng. Khoảng cách giữa các bộ lặp lại có thể lên đến 15 km. Topo vòng cũng có thể được thực hiện dư thừa.
  • Với công nghệ truyền MBP (Manchester Bus Powered), dữ liệu và nguồn bus trường được cho ăn qua cùng một cáp. Nguồn này có thể giảm khi sử dụng trong các môi trường dễ xảy ra cháy nổ. Topo bus có thể dài lên đến 1900 m và cho phép phân nhánh đến các thiết bị hiện trường (lớn nhất là 60 m nhánh). Tốc độ bit ở đây là cố định với 31,25 kbit/s. Công nghệ này đã được thiết lập riêng để sử dụng trong tự động hóa quá trình cho PROFIBUS PA.

Để tài liệu truyền thông qua những tiếp điểm trượt cho những thiết bị di động hoặc truyền tài liệu quang học hoặc radio trong khoảng trống mở, những mẫu sản phẩm từ những đơn vị sản xuất khác nhau hoàn toàn có thể thu được, tuy nhiên chúng không tương thích với bất kể tiêu chuẩn nào .PROFIBUS DP sử dụng cáp chống nhiễu hai lõi với một vỏ màu tím, và chạy ở vận tốc giữa 9.6 kbit / s và 12M bit / s. Một vận tốc đơn cử hoàn toàn có thể được lựa chọn cho một mạng để phân phối cho đủ thời hạn dành cho tiếp xúc với tổng thể những thiết bị có trong mạng đó. Nếu những mạng lưới hệ thống biến hóa chậm thì vận tốc truyền thấp hơn là thích hợp hơn, và nếu những mạng lưới hệ thống đổi khác nhanh thì truyền thông online vận tốc nhanh sẽ tốt hơn. Việc truyền cân đối RS485 sử dụng trong PROFIBUS DP chỉ được cho phép 126 thiết bị được liên kết cùng một lúc ; Tuy nhiên, nhiều thiết bị hơn hoàn toàn có thể được liên kết hoặc lan rộng ra mạng bằng cách sử dụng những bộ hub hoặc hoặc bộ lặp lại .PROFIBUS PA thì chậm hơn so với PROFIBUS DP và chạy ở vận tốc cố định và thắt chặt 31.2 kbit / s trải qua cáp chống nhiễu hai lõi có vỏ bọc màu xanh. Việc tiếp thị quảng cáo hoàn toàn có thể được thực thi để giảm thiểu rủi ro tiềm ẩn cháy nổ hoặc để mạng lưới hệ thống thực sự cần thiết bị bảo đảm an toàn. Các định dạng tin nhắn trong PROFIBUS PA là giống hệt với PROFIBUS DP .Lưu ý : Không nên nhầm lẫn PROFIBUS DP và PROFIBUS PA với PROFINET .
Hồ sơ là những thông số kỹ thuật được định nghĩa trước của những tính năng và những tính năng có sẵn từ PROFIBUS để sử dụng trong những thiết bị hoặc những ứng dụng đơn cử. Chúng được pháp luật bởi những nhóm thao tác PI và xuất bản bởi PI. Hồ sơ rất quan trọng đối so với sự cởi mở, năng lực tương tác và năng lực thay thế sửa chữa lẫn nhau, để người dùng đầu cuối hoàn toàn có thể chắc như đinh rằng những thiết bị tựa như từ những nhà sản xuất khác nhau sẽ thao tác theo một tiêu chuẩn chung. Lựa chọn của người dùng cũng khuyến khích sự cạnh tranh đối đầu khiến những nhà sản xuất phải nâng cao hiệu suất và giảm chi .Có hồ sơ PROFIBUS cho bộ mã hóa ( encoder ), dụng cụ phòng thí nghiệm, máy bơm mưu trí, Robot và máy máy CNC, ví dụ. Hồ sơ cũng được sử dụng so với những ứng dụng có sử dụng HART và wireless với PROFIBUS, và những thiết bị tự động hóa quy trình trải qua PROFIBUS PA. Các hồ sơ khác đã được lao lý cho Điều khiển Chuyển động-Motion Control ( PROFIdrive ) và Chức năng An toàn ( PROFIsafe ). Tiêu chuẩn hóaPROFIBUS đã được pháp luật vào năm 1991 / 1993 trong DIN 19245, sau đó đã được đưa vào EN 50.170 vào năm 1996, và từ năm 1999, được thiết lập trong IEC 61158 / IEC 61784 .

PROFIBUS Nutzerorganisation e.V. (Tổ chức người dùng PROFIBUS, hoặc PNO) đã được tạo ra vào năm 1989. Nhóm này bao gồm chủ yếu của các nhà sản xuất và người sử dụng từ châu Âu. Trong năm 1992, tổ chức PROFIBUS khu vực đầu tiên được thành lập (PROFIBUS Schweiz tại Thụy Sĩ). Trong những năm sau, có thêm Hiệp hội Regional PROFIBUS & PROFINET Hội (RPAs).

Trong năm 1995, toàn bộ những RPA quốc tế link lại với nhau dưới tổ chức triển khai PROFIBUS và PROFINET International ( PI ). Ngày nay, PROFIBUS được đại diện thay mặt bởi 25 RPA trên toàn quốc tế ( gồm có cả PNO ) với hơn 1400 thành viên, gồm có hầu hết nếu không phải toàn bộ những nhà sản xuất thiết bị và dịch vụ chính trong nghành tự động hóa, cùng với nhiều người dùng đầu cuối .

  • profibus.com, PROFIBUS system description
  • J. Weigmann, G. Kilian: Decentralization with PROFIBUS DP/DPV1, ISBN 978-3-89578-218-3
  • M. Felser: PROFIBUS Manual, A collection of information explaining PROFIBUS networks assembled by Prof. Max Felser, ISBN 978-3-8442-1435-2

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Profibus – Wikipedia tiếng Việt
Bài viết liên quan
Sửa máy giặt
Bài Mới Nhất
Hotline 24/7: O984.666.352
Alternate Text Gọi ngay